复旦大学成功开发全柔性织物显示系统

据悉，复旦大学高分子科学系教授彭慧胜领衔的研究团队，成功将显示器件的制备与织物编织过程实现融合，在高分子复合纤维交织点集成多功能微型发光器件，揭示了纤维电极之间电场分布的独特规律，实现了大面积柔性显示织物和智能集成系统。相关研究成果在线发表于《Nature》主刊上。

“在织物编织过程中，经纬线的交织可以自然地形成类似于显示器像素阵列的点阵。”以此为灵感，研究团队着眼于研制两种功能纤维——负载有发光活性材料的高分子复合纤维和透明导电的高分子凝胶纤维，两者在编织过程中的经纬交织形成电致发光单元，并通过有效的电路控制实现新型柔性显示织物。

伴随着结构上的精细化要求，研究团队又提出了“限域涂覆”制备路线，采用柔韧的高分子材料作为发光浆料基体，将其均匀可控地负载在纤维基底上，即“让浸渍有发光浆料的纤维通过一个定制的微孔，使不平整的浆料涂层变得平滑，同时有效控制纤维的直径”。在此基础上，通过多次涂覆，提升纤维圆周方向的发光层厚度均匀性，涂覆固化后得到了能抵御外界摩擦、反复弯折的发光功能层。研究人员在导电纤维纬线的力学性能方面下足了功夫，通过熔融挤出方法制备了一种高弹性的透明高分子导电纤维。在编织过程中，该纤维由于线张力的作用，与发光纤维接触的区域发生弹性形变，并被织物交织的互锁结构所固定。

实验结果表明，在两根纤维发生相对滑移、旋转、弯曲的情况下，交织发光点亮度变动范围仍控制在5%以内，显示织物在对折、拉伸、按压循环变形条件下亦能保持亮度稳定，可耐受上百次的洗衣机洗涤。除显示织物之外，研究团队还基于编织方法实现了光伏织物、储能织物、触摸传感织物与显示织物的功能集成系统，使融合能量转换与存储、传感与显示等多功能于一身的织物系统成为可能。