復旦大學成功開發全柔性織物顯示系統

據悉，復旦大學高分子科學系教授彭慧勝領銜的研究團隊，成功將顯示器件的制備與織物編織過程實現融合，在高分子復合纖維交織點集成多功能微型發光器件，揭示了纖維電極之間電場分布的獨特規律，實現了大面積柔性顯示織物和智能集成系統。相關研究成果在線發表于《Nature》主刊上。

“在織物編織過程中，經緯線的交織可以自然地形成類似于顯示器像素陣列的點陣。”以此為靈感，研究團隊著眼于研制兩種功能纖維——負載有發光活性材料的高分子復合纖維和透明導電的高分子凝膠纖維，兩者在編織過程中的經緯交織形成電致發光單元，并通過有效的電路控制實現新型柔性顯示織物。

伴隨著結構上的精細化要求，研究團隊又提出了“限域涂覆”制備路線，采用柔韌的高分子材料作為發光漿料基體，將其均勻可控地負載在纖維基底上，即“讓浸漬有發光漿料的纖維通過一個定制的微孔，使不平整的漿料涂層變得平滑，同時有效控制纖維的直徑”。在此基礎上，通過多次涂覆，提升纖維圓周方向的發光層厚度均勻性，涂覆固化后得到了能抵御外界摩擦、反復彎折的發光功能層。研究人員在導電纖維緯線的力學性能方面下足了功夫，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。在編織過程中，該纖維由于線張力的作用，與發光纖維接觸的區域發生彈性形變，并被織物交織的互鎖結構所固定。

實驗結果表明，在兩根纖維發生相對滑移、旋轉、彎曲的情況下，交織發光點亮度變動范圍仍控制在5%以內，顯示織物在對折、拉伸、按壓循環變形條件下亦能保持亮度穩定，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，使融合能量轉換與存儲、傳感與顯示等多功能于一身的織物系統成為可能。