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| 本文作者： 付靜 | 2021-03-11 18:33 |
在小說《三體》中，人們的衣服可以根據(jù)自己的情緒，產(chǎn)生圖案、顏色的變化，就像是披上了一塊特別的大型顯示屏。
想象一下，將顯示屏穿在身上，是一種怎樣的體驗(yàn)？
在手機(jī)鍵盤上打出的信息，會直接出現(xiàn)在身上。
同樣，抬起胳膊輸入一句 Hi，就能發(fā)送給對方。
迷路時(shí)，地圖直接顯現(xiàn)在自己身上，媽媽再也不用擔(dān)心我路癡了。
好神奇！不過，關(guān)于把顯示屏穿身上這個(gè)操作，我最關(guān)心的是會不會硌得慌......
答案是并不，因?yàn)轱@示屏其實(shí)長這樣：
可卷曲，可折疊，可拉伸！
穿上這條“會發(fā)光的圍巾”，我就是 gai 上最靚的仔。
或者，把閃閃的?；樟脸鰜?，喜提學(xué)霸認(rèn)證。
注意到圖片水印的小伙伴們可能已經(jīng)猜到了，這塊屏一定不簡單。
就在昨天，這塊顯示屏出現(xiàn)在了知名學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）上，相關(guān)研究成果以 Large-area display textiles integrated with functional systems（大面積顯示織物及其功能集成系統(tǒng)）為題。
雷鋒網(wǎng)注意到，論文作者來自復(fù)旦大學(xué)（聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高分子科學(xué)系、先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室、智能機(jī)器人研究院、航空航天系）、德國達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)研究所、季華實(shí)驗(yàn)室（首批四個(gè)廣東省省級實(shí)驗(yàn)室之一）、美國加州大學(xué)洛杉磯分校 Henry Samueli 工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院、澳洲悉尼科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)材料與器件研究所、華南理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系。
顯示屏是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基本組成部分之一。
正如復(fù)旦大學(xué)所說：
從模糊到清晰，從單色到彩色，從笨重到輕薄……近幾十年來，顯示屏作為電子設(shè)備的重要輸出端不斷更新迭代，由最初的陰極射線管顯示、液晶顯示、有機(jī)發(fā)光二極管顯示發(fā)展至現(xiàn)在的柔性薄膜顯示，取得了長足進(jìn)步。
顯示屏在快速發(fā)展，科學(xué)家們新的腦洞也萌生了，他們要研究一種「智能織物」。
簡單來講就是，將顯示器集成到紡織品中，實(shí)現(xiàn)可穿戴技術(shù)的終極形態(tài)。
「智能織物」將會改變我們和電子設(shè)備的交互方式，甚至可能為有語言障礙的人士提供實(shí)時(shí)交流工具。
復(fù)旦大學(xué)介紹：
這種智能電子織物，可有力推動傳統(tǒng)紡織制造和物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興領(lǐng)域的快速融合發(fā)展，有望催生新興技術(shù)，在某些方面給人們的生活方式帶來全新變革。
目前已有不少科研團(tuán)隊(duì)開始在「智能織物」方面下功夫，研制出了實(shí)現(xiàn)通信、傳感和供電等功能的可穿戴產(chǎn)品——然而，具有功能性、大面積顯示功能的織物還未實(shí)現(xiàn)。原因就在于，要獲得既耐用又易于在大面積內(nèi)組裝的小型照明單元，是一件很有挑戰(zhàn)性的事情。
基于這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一塊長 6 米、寬 25 厘米的顯示織物，它包含著 5 × 10^5 個(gè)（大約 50 萬個(gè)）間距約 800 微米的電致發(fā)光單元（electroluminescent units）。
這里需要解釋的是，研究團(tuán)隊(duì)通過編織導(dǎo)電緯線和發(fā)光經(jīng)紗線纖維，在緯紗和經(jīng)紗的接觸點(diǎn)形成了微米級電致發(fā)光單元。
復(fù)旦大學(xué)官方介紹，
顯示織物內(nèi)呈現(xiàn)獨(dú)特的搭接結(jié)構(gòu)，由發(fā)光經(jīng)線和導(dǎo)電緯線交錯(cuò)而成。
從橫截面方向看，其中一根為涂覆有發(fā)光材料的導(dǎo)電紗線，另一根透明導(dǎo)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(fù)合發(fā)光活性層在搭接點(diǎn)區(qū)域被電場激發(fā)，就形成一個(gè)個(gè)發(fā)光‘像素點(diǎn)’?！痹陔妶龅募ぐl(fā)下，電極和發(fā)光層憑借物理搭接即可實(shí)現(xiàn)有效發(fā)光。
正是基于上述原理，織品才能像一塊大面積顯示屏一樣穿上身。
論文顯示，電致發(fā)光單元之間的亮度偏差小于 8%，即便是織品在被彎曲、拉伸或擠壓時(shí)也能保持穩(wěn)定——這種織物不僅可拉伸性、透氣性和耐用性強(qiáng)，甚至經(jīng)得起反復(fù)機(jī)洗。
數(shù)據(jù)顯示：
1000 次彎曲-拉伸-擠壓循環(huán)測試后，絕大部分電致發(fā)光單元依然表現(xiàn)出良好性能；
100 次清洗-干燥循環(huán)測試后，電致發(fā)光單元亮度保持穩(wěn)定。
在此基礎(chǔ)之上，研究團(tuán)隊(duì)做了文章開頭的聊天測試?？梢?，智能織物可以作為一種通信工具，有潛力成為物聯(lián)網(wǎng)中的重要一環(huán)。
研究團(tuán)隊(duì)表示：
我們的方法將電子設(shè)備的制造和功能與紡織品相結(jié)合，期待編織纖維材料將塑造下一代電子產(chǎn)品。
這項(xiàng)研究由復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝領(lǐng)銜。彭慧勝、陳培寧為該論文通訊作者，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系博士研究生施翔、碩士研究生左勇以及工程與應(yīng)用技術(shù)研究院博士研究生翟鵬為第一作者。
公開信息顯示，彭慧勝教授：
1999 年，于東華大學(xué)高分子材料本科畢業(yè)；
2003 年，復(fù)旦大學(xué)高分子化學(xué)與物理碩士畢業(yè)；
2006 年，美國杜蘭大學(xué)化學(xué)工程與生物分子工程博士畢業(yè)。
畢業(yè)之后，彭慧勝教授在 2006 年 10 月加入美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（Los Alamos National Laboratory），開始獨(dú)立從事研究工作；2008 年 10 月，彭慧勝教授回到復(fù)旦大學(xué)，進(jìn)入復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室、聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工作，主要領(lǐng)域是智能高分子纖維器件，已發(fā)表論文 280 余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利 70 余項(xiàng)。
【圖為彭慧勝教授】
在上述論文正式發(fā)表于 Nature 之后，彭慧勝教授接受了澎湃新聞記者采訪。
采訪中，彭慧勝教授簡要介紹了智能織物：
智能織物明確的定義實(shí)際上還沒有，我覺得可以理解為織物功能的進(jìn)一步延伸。智能織物包括了人們期望用到的多種功能，所以我覺得智能織物可能有兩方面的重要含義，一是跟環(huán)境有互動，無論主觀或客觀；二是集成多個(gè)功能。
在談及智能織物研究和應(yīng)用存在的挑戰(zhàn)時(shí)，彭慧勝教授提到：
研究上：學(xué)術(shù)界、工業(yè)界已有器件和材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但設(shè)計(jì)織物并沒有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在對比性能的時(shí)候，各實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)物很難被有效對比。
應(yīng)用上，由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝甚至判斷的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，很多應(yīng)用很難往前推進(jìn)。“要推廣到真正的工程化、工業(yè)化，面臨著非常多的難點(diǎn)?！?/span>
澎湃新聞稱：
該團(tuán)隊(duì)的智能織物已“走出”實(shí)驗(yàn)室，在汽車、可穿戴電子、服裝領(lǐng)域進(jìn)入了試用階段。
未來智能織物將如何發(fā)展，我們拭目以待。
引用來源：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03295-8
https://news.fudan.edu.cn/2021/0311/c4a108110/page.htm
https://new.qq.com/omn/20210311/20210311A02OE300.html
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