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【復材資訊】高分子纖維復合材料成功研發(fā)可穿戴顯示器

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-03-18 14:45:45    瀏覽次數(shù):795    評論:0
導讀

你有設(shè)想過“穿”在身上的顯示器嗎?融器件功能、紡織方法、織物形態(tài)于一體,在我們穿的衣服上瀏覽咨詢、收發(fā)信息、事件備忘……

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

全柔性織物顯示圖。復旦大學供圖

近日,復旦大學高分子科學系教授彭慧勝領(lǐng)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(xiàn)融合,在高分子復合纖維交織點集成多功能微型發(fā)光器件,揭示了纖維電極之間電場分布的獨特規(guī)律,實現(xiàn)了大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。

北京時間3月11日,相關(guān)研究成果以《大面積顯示織物及其功能集成系統(tǒng)》為題在線發(fā)表于國際知名期刊《自然》主刊,審稿人評價其“創(chuàng)造了重要而有價值的新知識”。

是什么使織物擁有了顯示特性?其內(nèi)在結(jié)構(gòu)如何?“顯示織物內(nèi)呈現(xiàn)獨特的搭接結(jié)構(gòu),由發(fā)光經(jīng)線和導電緯線交錯而成。”彭慧勝解釋道。從橫截面方向看,其中一根為涂覆有發(fā)光材料的導電紗線,另一根透明導電纖維通過編織與其經(jīng)緯搭接。“施加交流電壓后,位于發(fā)光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),就形成一個個發(fā)光‘像素點’。”就這樣,在電場的激發(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。

 

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,團隊利用工業(yè)化編織設(shè)備,已經(jīng)制成了長6米、寬0.25米、含約50萬個發(fā)光點的發(fā)光織物,發(fā)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。

團隊在導電纖維緯線的力學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的透明高分子導電纖維。彭慧勝介紹,在兩根纖維發(fā)生相對滑移、旋轉(zhuǎn)、彎曲的情況下,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洗滌。

 

除顯示織物之外,研究團隊還基于編織方法實現(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。極地科考、地質(zhì)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。

“我們也期待著產(chǎn)業(yè)界的合作者們加入,共同解決在實際應用中的具體問題。”談及顯示系統(tǒng)的未來發(fā)展道路,彭慧勝充滿期待。

 
(文/小編)
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