《Nature》研究:衣服可以變螢幕顯示器了!能聊天能導航、水洗彎折都不怕

【我們為什麼挑選這篇文章】隨著軟性顯示器成為未來電子新趨勢,相關軟性電子、軟性材料的研發也正如火如荼的進行,Nature 現在更刊登了一篇復旦大學的最新研究,極具創意及未來性,一起來看看這項顛覆眾人想像的軟性新突破。(責任編輯:徐宇儂)

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作者:量子位

把衣物做成顯示器,甚至還可以水洗。

這項來自復旦大學的最新研究今天登上 Nature。

他們實現了 6 米長、25 公分寬的大面積顯示紡織品,其中包含 50 萬個發光單元,間距最小可達到 0.8 毫米,可以滿足高分辨率顯示的要求。

不僅如此,衣物與智慧系統的整合還改變了人機互動方式,透過加入鍵盤、電源與其他感測器組件,可應用於通訊,醫療等場景。

比如騎車的時候在袖子上查看導航。

透過解碼腦電波為聲音或語言障礙的人提供即時交流工具。

來看看是如何實現的吧!

電子織物,用特殊材料紡織出來的「像素」

紡織品經緯線交織的結構恰好類似於顯示器的像素點陣。

研究團隊受到啟發,研製出了發光經線和導電緯線,兩者在電場的激發下僅透過空間接觸就能夠形成微米級的電致發光單元。

再與棉紗編織在一起就成了可顯示的電子織物。

導電緯線是聚氨酯凝膠摻雜上離子液體製成的透明纖維,其透射率超過 90%。

發光經線是再將硫化鋅磷光體均勻塗抹在導電緯線上製成。

選擇聚氨酯是因為其擁有耐摩擦、耐形變的特性。可以在外力作用下發生彈性形變,保持接觸面積的穩定。

最終做到在 1000 次彎、拉、壓循環測試後仍能保持穩定,甚至可耐受上百次的洗衣機洗滌。

為了保證各發光單元亮度一致,需要均勻塗抹硫化鋅磷光體。

研究團隊將導電緯線浸沒在硫化鋅磷光體漿料中,在乾燥之前使其透過自製的微孔,使用不同直徑的微孔調整磷光體塗層的厚度。

經過反覆塗抹、固化後,一條 30 米長的發光纖維,形變造成的發光強度差異小於 10%,且在不同觀測角度下也保持一致。

作者團隊

△ 圖為彭慧勝

本文的通訊作者是來自復旦大學先進材料實驗室的彭慧勝和陳培寧。

共同第一作者是復旦大學高分子科學系博士研究生施翔、碩士研究生左勇以及工程與應用技術研究院博士研究生翟鵬。

彭慧勝帶領團隊研究柔性顯示材料已超過十年。

2009 年就曾提出電致變色纖維的研究思路,但當時的電致變色僅在白天可見。

2015 年提出並實現了纖維聚合物發光電化學池,並透過編成織物實現了有限數量的發光圖案。

參考資料: NatureThe Paper能源學人

(本文經 AI 新媒體量子位 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈復旦大學把衣服變成了顯示器,能聊天能導航,水洗彎折都不怕| Nature〉。)

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