大家都是行走的显示屏。这不是科幻小说里才有的场景。最让罗辑感动的是一路上遇到的人……他们的衣服上也折射出华丽的花纹,每个人的风格都不一样,有写实的,也有抽象的。“以后你就知道了,现在好好休息。”医生轻轻叹了口气,“不过这件事情你还是不知道为好。”当他转身要走的时候,乌云从他的白大衣上翻了过来,护士的衣服上倒映着许多双大大的眼睛,有的眼神惊恐,有的眼里含着泪水。在刘慈欣的科幻小说《三体》中,主人公罗辑在冬眠了185年后来到了公元2211年。这时,人们的衣服可以根据穿着者心情的变化而变换不同的颜色和图案,每件衣服就相当于一个显示屏。虽然距离2211还有将近两百年,但书中描述的场景似乎离我们并不遥远。刚刚,新一期的《Nature》杂志刊登了复旦大学高分子科学系教授彭惠生的一项研究成果——《大面积显示织物及其功能集成系统》。顾名思义,这种面料将展示器件的制备与面料织造工艺相结合,让衣服可以作为展示品,可以多次洗涤和折叠,具有很大的实用价值。据审稿人称,该研究“创造了重要且有价值的新知识”。在处理器的帮助下,人类脑电波可以转换成可读信息并显示在织物上。?织物系统包括显示器、键盘和电源,因此它可以用作通信工具。它可以用电池充电,甚至可以依靠太阳能运行。该结构系统中的显示屏、键盘和电源及其相关模块。最重要的是,它还具备输入、通讯、导航等功能,是真正意义上的“可穿戴设备”。可以说,穿上它,你就是街上最“亮眼”的男孩。输入操作。手机通讯操作。True·可穿戴导航仪。该织物由直径小于半毫米的发光纤维编织而成。纤维颜色各异,看起来与普通纱线没有区别。在织物编织过程中,经纬纱的交织可以自然形成类似于显示器像素阵列的点阵。受此启发,该团队着重开发了两种功能性纤维——负载发光活性物质的高分子复合纤维和透明导电高分子凝胶纤维,通过两者在编织过程中的经纬交织形成电致发光单元,并实现一种通过有效电路控制的新型柔性显示面料。彭教??授认为,这可能会彻底改变沟通方式,“帮助有声音、言语或语言困难的人向他人表达自己的想法”。“我们希望这种织物材料能够改变我们与电子设备交互的方式,进而塑造下一代电子设备。”彭会生说道。除彭惠生外,复旦大学新材料实验室副研究员陈佩宁也是该论文的通讯作者。复旦大学高分子科学系博士生史翔、硕士生左勇和工程与应用技术研究所博士生翟鹏为该论文的第一作者。左二为复旦大学高分子科学系主任彭惠生。来源:复旦大学微信公众号。发光经纱+导电纬纱=展示面料彭会生和他的同事们花了10年的时间思考如何改进现有技术,并尝试不同的纤维材料。不幸的是,有些材料要么在黑暗中不显眼,要么在编织纤维时表现不佳。在多次尝试失败后,终于迎来了转机。他们在观察纺织面料的结构以及面料的经纬线如何交织后,取得了突破。根据对织物的观察,他们决定在织物纤维相交处创建微小的发光点,这需要发光经纱和导电纬纱与棉或类似纤维交织在一起。在测试了不同的组合后,他们选择了涂有发光复合材料的镀银经纱和由某种凝胶制成的导电纱。下图1显示了发光经纱、透明导电纬纱及其接触区域的机械特性:织物的“线”准备好了,接下来需要将它们编织在一起。该团队使用棉布,将发光经纱和导电纬纱编织成长6米、宽25厘米的大面积显示织物,其中包含约5×10^5个EL单元(电致发光单元,electroluminescentunits)。数据显示,600个EL单元的发光强度相对偏差在-6.3%到5.2%之间,表明这些纤维非常适合大面积显示织物。此外,这些EL单元不仅具有良好的发光性能,而且经过1000次弯曲、拉伸和按压测试后仍能保持稳定的亮度。下图(左)显示EL单元的特性,下图(右)显示织物的结构和EL性能:这种显示织物的耐用性如何?该团队表示,该织物在露天放置一个月,并经过100次洗涤和干燥循环(wash-and-dry)和10,000次折叠后,能够保持稳定的亮度。下图为聚氨酯离子凝胶纤维和EL单元的耐久性能:最后,彭会生教授希望这种材料能够帮助人们克服因健康问题或语言障碍导致的沟通问题,他的团队将继续做出改进,包括增加显示亮度、分辨率和发光点的颜色类型。
