你能想象有一天每天被我們穿在身上的衣服也能變成“顯示器”嗎?近日，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)成功將顯示器件的制備與織物編織過程相融合，實(shí)現(xiàn)了大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。相關(guān)研究成果已于3月11日在線發(fā)表于《自然》主刊。在衣服上瀏覽信息、查閱地圖、發(fā)送消息……這些科幻感十足的場(chǎng)景，或許即將在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)。

變成“顯示器“的衣服其實(shí)被稱為”智能織物“。簡(jiǎn)單來講，就是將顯示器集成到紡織品中，實(shí)現(xiàn)可穿戴。事實(shí)上，此前已有不少科研團(tuán)隊(duì)在智能織物方面下功夫，研制出了實(shí)現(xiàn)通信、傳感和供電等功能的可穿戴產(chǎn)品。然而，具有功能性、大面積顯示功能的織物還未實(shí)現(xiàn)。

究其原因，彭慧勝認(rèn)為：“如何在柔軟且直徑為幾十微米到幾百微米的纖維上構(gòu)建可程序化控制的發(fā)光點(diǎn)陣列，是織物顯示領(lǐng)域的一大難題。”她介紹說，團(tuán)隊(duì)研制出兩種功能纖維——負(fù)載有發(fā)光活性材料的高分子復(fù)合纖維、透明導(dǎo)電的高分子凝膠纖維，通過兩者在編織過程中的經(jīng)緯交織形成電致發(fā)光單元，并通過有效電路控制實(shí)現(xiàn)新型柔性顯示織物。

據(jù)介紹，團(tuán)隊(duì)利用工業(yè)化編織設(shè)備，已經(jīng)制成了長6米、寬0.25米、含約50萬個(gè)發(fā)光點(diǎn)的發(fā)光織物，發(fā)光點(diǎn)之間最小的間距為0.8毫米，能初步滿足部分實(shí)際應(yīng)用的分辨率需求。另外，在導(dǎo)電纖維緯線的力學(xué)性能方面，團(tuán)隊(duì)通過熔融擠出方法制備了一種高彈性的透明高分子導(dǎo)電纖維。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，在兩根纖維發(fā)生相對(duì)滑移、旋轉(zhuǎn)、彎曲的情況下，交織發(fā)光點(diǎn)亮度變動(dòng)范圍仍控制在5%以內(nèi)，顯示織物在對(duì)折、拉伸、按壓循環(huán)變形條件下亦能保持亮度穩(wěn)定，可耐受上百次的洗衣機(jī)洗滌。

此外，該團(tuán)隊(duì)還基于編織方法，實(shí)現(xiàn)了光伏織物、儲(chǔ)能織物、觸摸傳感織物與顯示織物的功能集成系統(tǒng)，使融合能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)、傳感與顯示等多功能于一身的織物系統(tǒng)成為可能。該系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)和人機(jī)交互領(lǐng)域，如實(shí)時(shí)定位、智能通訊、醫(yī)療輔助等方面展現(xiàn)出良好應(yīng)用前景。

彭慧勝在接受采訪時(shí)表示：“智能織物明確的定義實(shí)際上還沒有，我覺得可以理解為織物功能的進(jìn)一步延伸。” 在談及智能織物研究和應(yīng)用存在的挑戰(zhàn)時(shí)，彭慧勝教授提到：研究上，學(xué)術(shù)界、工業(yè)界已有器件和材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但設(shè)計(jì)織物并沒有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在對(duì)比性能的時(shí)候，各實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)物很難被有效對(duì)比;應(yīng)用上，由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝甚至判斷的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，很多應(yīng)用很難往前推進(jìn)。“要推廣到真正的工程化、工業(yè)化，面臨著非常多的難點(diǎn)。”她強(qiáng)調(diào)。

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