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用這樣的“布”做衣服,把顯示器“穿”上身

2021-03-18 16:29 科技日?qǐng)?bào)

導(dǎo)讀:顯示織物由發(fā)光經(jīng)線和導(dǎo)電緯線交錯(cuò)搭接而成。

你有設(shè)想過顯示器竟能“穿”在身上?在我們穿的衣服上實(shí)現(xiàn)資訊瀏覽、信息收發(fā)……這是研究人員近年來著力探尋的方向。

實(shí)驗(yàn)顯示,團(tuán)隊(duì)制成的長6米、寬0.25米、含約50萬個(gè)發(fā)光點(diǎn)的發(fā)光織物,在對(duì)折、拉伸等條件下亦能保持亮度穩(wěn)定,可耐受上百次洗滌。

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實(shí)現(xiàn)融合,在高分子復(fù)合纖維交織點(diǎn)集成多功能微型發(fā)光器件,揭示了纖維電極之間電場(chǎng)分布的獨(dú)特規(guī)律,研制出大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。相關(guān)研究成果3月11日在線發(fā)表于《自然》。

是什么使織物擁有了顯示特性?其內(nèi)在結(jié)構(gòu)如何?“顯示織物由發(fā)光經(jīng)線和導(dǎo)電緯線交錯(cuò)搭接而成。”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?!笆┘咏涣麟妷汉螅挥诎l(fā)光纖維上的高分子復(fù)合發(fā)光活性層在搭接點(diǎn)區(qū)域被電場(chǎng)激發(fā),就形成一個(gè)個(gè)發(fā)光‘像素點(diǎn)’?!本瓦@樣,在電場(chǎng)的激發(fā)下,電極和發(fā)光層憑借物理搭接即可實(shí)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(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)之間最小間距僅0.8毫米,能初步滿足部分實(shí)際應(yīng)用的分辨率需求。

團(tuán)隊(duì)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(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。

除顯示織物之外,研究團(tuán)隊(duì)還基于編織方法研制出光伏織物、儲(chǔ)能織物、觸摸傳感織物與顯示織物的功能集成系統(tǒng),使集能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)、傳感與顯示等多種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(chǎng)景中,只需在衣物上輕點(diǎn)幾下,即可實(shí)時(shí)顯示位置信息,地圖導(dǎo)航由“衣”指引;把顯示器“穿”在身上,語言障礙人群也可高效便捷地進(jìn)行交流和表達(dá)……這些原存于想象中的場(chǎng)景,或許在不遠(yuǎn)的將來就能走進(jìn)人們的生活。