天目Tech+ 把“显示屏”穿在身上 复旦大学研制出全柔性织物显示系统

　　天目新闻 记者 曾杨希 见习记者 谢履冰

　　提起显示屏，不少人会想到手机、电脑、电视。但你能想象吗？你的衣服也可以成为“显示屏”！

　　复旦大学彭慧胜团队就发明了一种具有显示功能的智能电子织物。初看上去，它和普通织物并无太大区别，却可以像手机一样，用来浏览资讯、收发讯息等，有望给人们的生活方式带来全新变革。

　　北京时间3月11日凌晨，相关成果登上《自然》杂志，审稿人评价其“创造了重要而有价值的新知识”。《天目Tech+》第一时间联系科研团队，揭开这种智能电子织物的神秘面纱。

　　多彩织物质感柔软，在扭曲变形下稳定发光。 采访对象 供图

　　柔性屏时代背景下

　　打破纺织物与显示屏的“次元壁”

　　近年来，显示屏正走向柔性时代。从苹果公司申请“采用柔性屏幕的双向稳定设备”的专利，再到三星等公司发布的柔性屏产品，柔性屏一直备受瞩目。

　　柔性屏是用柔软基板制成的可弯折、不怕摔的薄膜器件。制成柔性屏的材料可以是塑料、超薄化玻璃或金属片等。

　　柔性屏虽可弯折，但仍难以和纺织品柔软、透气、不规则表面等功能有效兼容。十多年来，复旦大学的彭慧胜一直带领团队，致力于打破二者之间的“次元壁”。

　　“智能电子织物可有力推动传统纺织制造和物联网、人机交互、人工智能等新兴领域的快速融合发展，有望催生新兴技术，有望在某些方面给人们的生活方式带来全新变革。” 彭慧胜说。

　　早在2009年，彭慧胜团队就曾研制出一种新型电致变色纤维。不过这种纤维只在白天发光，使用时间受限。

　　6年后，该团队在技术上又取得突破，研制出纤维聚合物发光电化学池。用此材料编成的织物，能显示预先设计的图案。

　　经过持续探索，彭慧胜团队最终将显示器件的制备与织物编织过程实现有效融合，实现了大面积柔性显示织物。

　　这种织物的高分子复合纤维直径不足0.5毫米，乍一看与生活中的寻常纱线类似。用它们做成电子纺织物，通上电，就会发出明亮的光。

　　大面积织物显示器 采访对象 供图

　　两种特殊纤维织就

　　电子纺织品不怕水洗与弯折

　　将经纱和纬纱不断交织在一起，方能织出一块纺织物，这也是让纺织品变成显示屏的关键。

　　“在织物编织过程中，经纬线的交织可以自然地形成类似于显示器像素阵列的点阵。” 彭慧胜说，以此为灵感，团队着眼于研制两种功能纤维——能发光的高分子复合发光纤维，与能导电的高分子凝胶纤维。

　　把两者经纬编织，织物上就形成了电致发光单元。施加交流电压后，织物上的电场激发，发光单元就形成了一个个发光“像素点”，可实现有效发光。

　　比起传统的平板发光器件，发光纤维直径可在0.2毫米至0.5毫米之间精确调控，具有“超细超柔”的特性。以此纤维材料编织而成的衣物，可像普通织物一样轻薄透气。

　　同时，采用这种纤维纬线制成的电子纺织品，不怕水洗，即使扭曲、变形、打结，仍能继续均匀发光。哪怕将纺织品露天放置一个月，其发光亮度也不会有明显下降。

　　在安全性上，这种织物发光所需的功耗很低，以至于产生的热量可以忽略不计。该团队还在导电纬纱和发光经纱上涂覆一层透明的绝缘聚合物，从而确保证这些织物具有更优的安全性和耐候性。

　　团队利用工业织机，已生产出了长6米、宽0.2米、含约50万个发光点的显示织物，能满足部分实际应用的分辨率需求。

　　织物显示系统与智能手机信息收发 采访对象 供图

　　多种功能集成

　　有望在人机交互等领域大显身手

　　能穿戴、可显示的电子纺织品，未来有望给人们的生活带来怎样的改变？

　　除了显示织物以外，该团队还做出了光伏织物、纤维电池织物、触摸传感织物等，实现了发电、储能、感应等功能。将这些织物按需接入驱动器与蓝牙，就形成了多功能集成纺织系统。

　　这意味着，未来，人们的衣物可以像手机一样，实时定位、智能通讯都不在话下。比如，在未来极地科考、地质勘探等野外工作场景中，只需在衣物上轻点几下，即可实时显示位置信息，地图导航将可由“衣”指引。。

　　彭慧胜认为，在医疗、保健领域，这种电子纺织品也将大有可为。例如，语言障碍者可以借助显示织物与他人进行更加便捷的沟通；把显示器“穿”在身上，结合脑机接口技术，将穿戴者的脑电波转换成文字或图像，传递心理状态信息……

　　不仅是衣物，基于这项技术，未来的床单、窗帘、沙发套等都有可能成为具备新功能的系统，人们的生活方式也可能因此改变。

　　“我们也期待着产业界的合作者们加入，共同解决在实际应用中的具体问题。”谈及电子织物的未来发展道路，彭慧胜充满期待。

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