復旦大學融合顯示器件與織物編織，開發(fā)全柔性織物顯示系統(tǒng)

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建可程序化控制的發(fā)光點陣列，是織物顯示領域的一大難題。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。

記者看到，團隊研制的“發(fā)光經線”，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)光經線”的直徑可在0.2毫米至0.5毫米間精確調控，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。

實驗結果表明，在兩根纖維發(fā)生相對滑移、旋轉、彎曲情況下，交織發(fā)光點亮度變動范圍仍控制在5%以內;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。