來源:科技日報
你有設(shè)想過“穿”在身上的顯示器嗎？融器件功能、紡織方法、織物形態(tài)于一體，在我們穿的衣服上瀏覽咨詢、收發(fā)訊息、事件備忘……這是研究者近年來著力探尋的方向。
全柔性織物顯示圖。復(fù)旦大學(xué)供圖
近日，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝領(lǐng)銜的研究團隊，成功將顯示器件的制備與織物編織過程實現(xiàn)融合，在高分子復(fù)合纖維交織點集成多功能微型發(fā)光器件，揭示了纖維電極之間電場分布的獨特規(guī)律，實現(xiàn)了大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。
北京時間3月11日，相關(guān)研究成果以《大面積顯示織物及其功能集成系統(tǒng)》為題在線發(fā)表于國際知名期刊《自然》主刊，審稿人評價其“創(chuàng)造了重要而有價值的新知識”。
是什么使織物擁有了顯示特性？其內(nèi)在結(jié)構(gòu)如何？“顯示織物內(nèi)呈現(xiàn)獨特的搭接結(jié)構(gòu)，由發(fā)光經(jīng)線和導(dǎo)電緯線交錯而成。”彭慧勝解釋道。從橫截面方向看，其中一根為涂覆有發(fā)光材料的導(dǎo)電紗線，另一根透明導(dǎo)電纖維通過編織與其經(jīng)緯搭接。“施加交流電壓后，位于發(fā)光纖維上的高分子復(fù)合發(fā)光活性層在搭接點區(qū)域被電場激發(fā)，就形成一個個發(fā)光‘像素點’。”就這樣，在電場的激發(fā)下，電極和發(fā)光層憑借物理搭接即可實現(xiàn)有效發(fā)光。
該方法可以將發(fā)光器件制備與織物編織過程相統(tǒng)一。據(jù)介紹，團隊利用工業(yè)化編織設(shè)備，已經(jīng)制成了長6米、寬0.25米、含約50萬個發(fā)光點的發(fā)光織物，發(fā)光點之間最小的間距為0.8毫米，能初步滿足部分實際應(yīng)用的分辨率需求。
團隊在導(dǎo)電纖維緯線的力學(xué)性能方面也下足了工夫，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。彭慧勝介紹，在兩根纖維發(fā)生相對滑移、旋轉(zhuǎn)、彎曲的情況下，交織發(fā)光點亮度變動范圍仍控制在5%以內(nèi)，顯示織物在對折、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洗滌。
除顯示織物之外，研究團隊還基于編織方法實現(xiàn)了光伏織物、儲能織物、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、傳感與顯示等多功能于一身的織物系統(tǒng)成為可能。極地科考、地質(zhì)勘探等野外工作場景中，只需在衣物上輕點幾下，即可實時顯示位置信息，地圖導(dǎo)航由“衣”指引；把顯示器“穿”在身上，語言障礙人群以此作為高效便捷交流和表達的工具……這些原存于想象中的場景，或許在不遠將來就能走進人們的生活。
“我們也期待著產(chǎn)業(yè)界的合作者們加入，共同解決在實際應(yīng)用中的具體問題。”談及顯示系統(tǒng)的未來發(fā)展道路，彭慧勝充滿期待