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把“顯示器”穿在身上 我國科學家研發(fā)出全柔性織物顯示系統(tǒng)

日期:2021-03-12 來源:新華網(wǎng)閱讀:313
核心提示:把衣服變成“顯示器”,進而實現(xiàn)瀏覽資訊、收發(fā)信息、實時導航等功能,這是科學家們一直在探尋的方向。復旦大學科研團隊成功將顯示器件的制備與織物編織過程相融合,實現(xiàn)了大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《自然》雜志。
把衣服變成“顯示器”,進而實現(xiàn)瀏覽資訊、收發(fā)信息、實時導航等功能,這是科學家們一直在探尋的方向。復旦大學科研團隊成功將顯示器件的制備與織物編織過程相融合,實現(xiàn)了大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《自然》雜志。
 
科研團隊負責人、復旦大學高分子科學系教授彭慧勝介紹說,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)光點陣列,是織物顯示領(lǐng)域的一大難題。團隊研制出兩種功能纖維——負載有發(fā)光活性材料的高分子復合纖維、透明導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現(xiàn)新型柔性顯示織物。
 
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記者看到,團隊研制的“發(fā)光經(jīng)線”,外觀與生活中的尋常紗線類似,但通電后即可發(fā)出明亮的光。彭慧勝表示,施加交流電壓后,位于纖維上的高分子復合發(fā)光活性層在搭接點區(qū)域被電場激發(fā),便形成一個個發(fā)光“像素點”。如此,在電場激發(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。利用工業(yè)化編織設(shè)備,團隊目前已實現(xiàn)長6米、寬0.25米、約含50萬個“像素點”的顯示織物,已能初步滿足部分實際應用的分辨率需求。
 
據(jù)介紹,“發(fā)光經(jīng)線”的直徑可在0.2毫米至0.5毫米間精確調(diào)控,賦予了其超細超柔的特性,以此梭織而成的衣服,可緊貼人體不規(guī)則輪廓,并保證輕薄、透氣。同時,團隊在“導電緯線”的力學性能上下足功夫,研制出的高彈性透明高分子導電纖維可在與“發(fā)光經(jīng)線”交織時發(fā)生自適應彈性形變,從而形成穩(wěn)定接觸界面。
 
實驗結(jié)果表明,在兩根纖維發(fā)生相對滑移、旋轉(zhuǎn)、彎曲情況下,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、按壓等外力作用下也能保持亮度穩(wěn)定,可耐受上百次的洗衣機洗滌。
 
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目前,該科研團隊基于編織方法,還實現(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。該系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)和人機交互領(lǐng)域,如實時定位、智能通訊、醫(yī)療輔助等方面展現(xiàn)出良好應用前景。
 
“地質(zhì)工作者在野外工作時,只需在衣服上輕點幾下,就能實時顯示位置信息;語言障礙者把‘顯示器’穿在身上,就能與人實現(xiàn)高效便捷溝通。”彭慧勝表示,許多過去存在于人們想象中的場景,有望在不遠的將來變?yōu)楝F(xiàn)實。 
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