复旦智能织物登上 Nature！原来身穿显示屏就能这样聊天看地图

在小说《三体》中，人们的衣服可以根据自己的情绪，产生图案、颜色的变化，就像是披上了一块特别的大型显示屏。

想象一下，将显示屏穿在身上，是一种怎样的体验？

在手机键盘上打出的信息，会直接出现在身上。

同样，抬起胳膊输入一句 Hi，就能发送给对方。

迷路时，地图直接显现在自己身上，妈妈再也不用担心我路痴了。

好神奇！不过，关于把显示屏穿身上这个操作，我最关心的是会不会硌得慌......

答案是并不，因为显示屏其实长这样：

可卷曲，可折叠，可拉伸！

穿上这条“会发光的围巾”，我就是 gai 上最靓的仔。

或者，把闪闪的校徽亮出来，喜提学霸认证。

注意到图片水印的小伙伴们可能已经猜到了，这块屏一定不简单。

就在昨天，这块显示屏出现在了知名学术期刊《自然》（Nature）上，相关研究成果以 Large-area display textiles integrated with functional systems（大面积显示织物及其功能集成系统）为题。 

雷锋网注意到，论文作者来自复旦大学（聚合物分子工程国家重点实验室、高分子科学系、先进材料实验室、智能机器人研究院、航空航天系）、德国达姆施塔特工业大学材料科学研究所、季华实验室（首批四个广东省省级实验室之一）、美国加州大学洛杉矶分校 Henry Samueli 工程与应用科学学院、澳洲悉尼科技大学生物医学材料与器件研究所、华南理工大学生物医学工程系。

智能织物将带来全新变革

显示屏是现代电子产品的基本组成部分之一。

正如复旦大学所说：

从模糊到清晰，从单色到彩色，从笨重到轻薄……近几十年来，显示屏作为电子设备的重要输出端不断更新迭代，由最初的阴极射线管显示、液晶显示、有机发光二极管显示发展至现在的柔性薄膜显示，取得了长足进步。

显示屏在快速发展，科学家们新的脑洞也萌生了，他们要研究一种「智能织物」。

简单来讲就是，将显示器集成到纺织品中，实现可穿戴技术的终极形态。

「智能织物」将会改变我们和电子设备的交互方式，甚至可能为有语言障碍的人士提供实时交流工具。

复旦大学介绍：

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

刷新认知的一块屏

目前已有不少科研团队开始在「智能织物」方面下功夫，研制出了实现通信、传感和供电等功能的可穿戴产品——然而，具有功能性、大面积显示功能的织物还未实现。原因就在于，要获得既耐用又易于在大面积内组装的小型照明单元，是一件很有挑战性的事情。

基于这一点，研究团队设计出了 一块长 6 米、宽 25 厘米的显示织物，它包含着 5 × 10^5 个（大约 50 万个）间距约 800 微米的电致发光单元（electroluminescent units）。

这里需要解释的是，研究团队通过编织导电纬线和发光经纱线纤维，在纬纱和经纱的接触点形成了微米级电致发光单元。

复旦大学官方介绍，

显示织物内呈现独特的搭接结构，由发光经线和导电纬线交错而成。

从横截面方向看，其中一根为涂覆有发光材料的导电纱线，另一根透明导电纤维通过编织与其经纬搭接。施加交流电压后，位于发光纤维上的高分子复合发光活性层在搭接点区域被电场激发，就形成一个个发光‘像素点’。”在电场的激发下，电极和发光层凭借物理搭接即可实现有效发光。

正是基于上述原理，织品才能像一块大面积显示屏一样穿上身。

论文显示，电致发光单元之间的亮度偏差小于 8%，即便是织品在被弯曲、拉伸或挤压时也能保持稳定——这种织物不仅可拉伸性、透气性和耐用性强，甚至经得起反复机洗。

数据显示：

• 1000 次弯曲-拉伸-挤压循环测试后，绝大部分电致发光单元依然表现出良好性能；

• 100 次清洗-干燥循环测试后， 电致发光单元亮度保持稳定。

在此基础之上，研究团队做了文章开头的聊天测试。可见，智能织物可以 作为一种通信工具，有潜力成为物联网中的重要一环。

研究团队表示：

我们的方法将电子设备的制造和功能与纺织品相结合，期待编织纤维材料将塑造下一代电子产品。

智能织物已“走出”实验室

这项研究由复旦大学高分子科学系教授彭慧胜领衔。 彭慧胜、陈培宁为该论文通讯作者，复旦大学高分子科学系博士研究生施翔、硕士研究生左勇以及工程与应用技术研究院博士研究生翟鹏为第一作者。

公开信息显示，彭慧胜教授：

• 1999 年，于东华大学高分子材料本科毕业；

• 2003 年，复旦大学高分子化学与物理硕士毕业；

• 2006 年，美国杜兰大学化学工程与生物分子工程博士毕业。

毕业之后，彭慧胜教授在 2006 年 10 月加入美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory），开始独立从事研究工作；2008 年 10 月，彭慧胜教授回到复旦大学，进入复旦大学高分子科学系、先进材料实验室、聚合物分子工程国家重点实验室工作，主要领域是智能高分子纤维器件，已发表论文 280 余篇，获授权发明专利 70 余项。

【图为彭慧胜教授】

在上述论文正式发表于 Nature 之后，彭慧胜教授接受了澎湃新闻记者采访。

采访中， 彭慧胜教授简要介绍了 智能织物：

智能织物明确的定义实际上还没有，我觉得可以理解为织物功能的进一步延伸。智能织物 包括了人们期望用到的多种功能，所以我觉得智能织物可能有两方面的重要含义，一是跟环境有互动，无论主观或客观；二是集成多个功能。

在谈及智能织物 研究和应用存在的挑战时， 彭慧胜教授提到：

• 研究上：学术界、工业界已有器件和材料的相关标准，但设计 织物并没有标准设备，在对比性能的时候，各实验室的产物很难被有效对比。

• 应用上，由于 没有标准的设备、工艺甚至判断的严格标准，很多应用很难往前推进。 “要推广到真正的工程化、工业化，面临着非常多的难点。”

澎湃新闻称：

该团队的智能织物已“走出”实验室，在汽车、可穿戴电子、服装领域进入了试用阶段。

未来智能织物将如何发展，我们拭目以待。

引用来源：

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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