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          把顯示器穿在身上!可機洗上百次,是什么神仙織物??!

          發布日期:2021-03-12 作者:小盛 點擊:

          近年來,智能紡織品引起了人們的廣泛關注。目前具有自傳感、自檢測、自修復功能的智能織物已有報道,發光織物作為智能紡織品的重要組成部分,由于它的新穎、實用已成為國內紡織行業重點關注的熱點。

           

          你有設想過“穿”在身上的顯示器嗎?融器件功能、紡織方法、織物形態于一體,在我們穿的衣服上瀏覽資訊、收發訊息、事件備忘……這是研究者近年來著力探尋的方向。

           

          如何將顯示功能有效集成到電子織物中,同時確??椢锏娜彳?、透氣導濕、適應復雜形變等特性?這是智能電子織物領域面臨的一大難題。

           

          近日,復旦大學高分子科學系教授彭慧勝領銜的研究團隊,成功將顯示器件的制備與織物編織過程實現融合,在高分子復合纖維交織點集成多功能微型發光器件,揭示了纖維電極之間電場分布的獨特規律,實現了大面積柔性顯示織物和智能集成系統。

           

          北京時間3月11日,相關研究成果以《大面積顯示織物及其功能集成系統》(“Large-area display textiles integrated with functional systems”)為題在線發表于《自然》(Nature)主刊,審稿人評價其“創造了重要而有價值的新知識”。

           

          發光纖維直徑不足半毫米,類似紗線。咋一看與普通紗線類似,當通上電,就顯示出了獨特的一面——會發亮的光。

           石墨烯光變面料

          △ 各色發光纖維 本文圖片均為澎湃新聞記者 張慧 圖

          如何在柔軟且直徑僅為幾十至幾百微米的纖維上,構建可程序化控制的發光點陣列,是困擾團隊甚至這個領域的一大難題。

          在織物編織過程中,經緯線的交織可以自然地形成類似于顯示器像素陣列的點陣。

           

          以此為靈感,研制出兩種功能纖維——負載有發光活性材料的高分子復合纖維和透明導電的高分子凝膠纖維,通過兩者在編織過程中的經緯交織形成電致發光單元,并通過有效的電路控制實現新型柔性顯示織物。突破傳統,實現織物“變色-發光-顯示”的求索之路。

          石墨烯反光面料

          △由發藍光的纖維編織而成的復旦大學?;?,通電后亮起。還可根據控制,變化出不同的模式。

           

          是什么使織物擁有了顯示特性?其內在結構如何?

          “顯示織物內呈現獨特的搭接結構,由發光經線和導電緯線交錯而成?!睆臋M截面方向看,其中一根為涂覆有發光材料的導電紗線,另一根透明導電纖維通過編織與其經緯搭接。

          “施加交流電壓后,位于發光纖維上的高分子復合發光活性層在搭接點區域被電場激發,就形成一個個發光‘像素點’?!?在電場的激發下,電極和發光層憑借物理搭接即可實現有效發光,該方法可以將發光器件制備與織物編織過程相統一,利用工業化編織設備,實現了長6米、寬0.25米、含約50萬個發光點的發光織物,發光點之間最小的間距為0.8毫米,能初步滿足部分實際應用的分辨率需求。通過更換發光材料,還可實現多色發光單元,得到多彩的顯示織物。

          △彭慧勝(左二)研究團隊

          顯示織物彎折、水洗都不怕

          比起傳統的平板發光器件,發光纖維直徑可在0.2毫米至0.5 毫米之間精確調控,奠定了其“超細超柔”的特性。以此為材料梭織而成的衣物,可像普通織物一樣輕薄透氣。

          除顯示織物之外,研究團隊還基于編織方法實現了光伏織物、儲能織物、觸摸傳感織物與顯示織物的功能集成系統,使融合能量轉換與存儲、傳感與顯示等多功能于一身的織物系統成為可能。該系統在物聯網和人機交互領域,如實時定位、智能通訊、醫療輔助等方面表現出良好應用前景。

          極地科考、地質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。

          每一次的突破,都是經過上百次的實驗而來的,不管是研究團體還是社會企業的研究發展成果都是為了行業健康穩步發展。讓行業有更多的可能性,所以每一個成果背后的復出都值得人敬仰。

           

           

          相關標簽:顯示織物,發光織物,科技面料

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