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　　文/機器之心

　　來源：機器之心（ID：almosthuman2014）

　　每個人都是一個行走的顯示屏，這并不是科幻小說里才有的場景。　　

　　最令羅輯心動的是他沿途遇到的人們…… 他們的衣服也都映出絢美的圖案，每個人的風格都不同，有的寫實有的抽象。

　　“以后都會知道的，現在好好休息吧。”醫生輕輕地嘆息了一聲，“不過關于這個你還是不知道的好。”他轉身走的時候，白大褂上出現了翻滾的烏云，護士的衣服上則映出了許多雙大眼睛，有的目光驚懼，有的含著淚。

　　在劉慈欣的科幻小說《三體》中，主人公羅輯在冬眠了一百八十五年后來到了公元 2211 年。此時，人們的衣服已經能夠根據穿著者情緒的變化，變幻不同的色彩、圖案，每件衣服都相當于一塊顯示屏。

　　雖然距離 2211 年還有接近兩百年的時間，但書中描寫的這一景象似乎已經離我們不遠了。

　　剛剛，新一期《Nature》雜志刊載了復旦大學高分子科學系教授彭慧勝團隊的一項研究成果——《大面積顯示織物及其功能集成系統》。

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03295-8

　　顧名思義，這種織物融合了顯示器件的制備與織物編織過程，可以讓衣服充當顯示器使用，而且可以多次清洗、折疊，有很大的實用價值。審稿人認為，這項研究“創造了重要而有價值的新知識”。

在處理器的幫助下，人類腦電波可被轉換為可讀信息，并顯示在織物上。

　　該織物系統包括顯示屏、鍵盤和電源，因而可作為通信工具來使用。它可以用電池充電，甚至使用太陽能。

該織物系統中的顯示屏、鍵盤和電源，及其相關的模塊。

　　最重要的是，它還具備輸入、溝通和導航等功能，是真正意義上的“可穿戴設備”。可以說，穿上它，你就是街上最“亮”的仔。

輸入操作。

與手機之間的溝通操作。

真· 可穿戴導航儀。

　　這種織物由一種直徑不足半毫米的發光纖維編織而成，纖維顏色各異，看起來和尋常紗線沒有太大差別。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，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，通過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。

　　彭教授認為這可以改革溝通方式，“幫助存在聲音、語音或語言困難的個體向他人表達自己”。

　　“我們希望這種織物材料能夠改變我們與電子設備的交互方式，進而塑造下一代電子設備。”彭慧勝表示。

　　除了彭慧勝之外，復旦大學先進材料實驗室副研究員陳培寧也是該論文的通訊作者。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為論文第一作者。

左二為復旦大學高分子科學系主任彭慧勝。圖源：復旦大學微信公眾號。

　　發光經紗 + 導電緯紗 = 顯示織物

　　彭慧勝及其同事花費 10 年時間思考如何改進現有技術，并嘗試了不同的纖維材料。但遺憾的是，有的材料要么無法在黑暗中顯示，要么在纖維編織時表現不佳。

　　在多次嘗試失敗之后終于迎來了轉機。他們在觀察紡織面料結構以及織物經緯線的交織方式之后取得了突破。

　　基于對織物的觀察，他們決定在織物纖維相交處創建微小的發光點，而這需要用到棉質或類似纖維交織在一起的發光經紗和導電緯紗。

　　在測試了不同組合之后，他們選擇了涂有發光復合材料的鍍銀經紗以及某種凝膠制成的導電維紗。下圖 1 為發光經紗、透明導電緯紗及其接觸面積的力學特征：

　　織物的“線”準備好了，接下來需要將它們編織在一起。

　　該團隊使用棉布將發光經紗和導電緯紗編織成了長 6 米、寬 25 厘米的大面積顯示織物，其中包含大約 5×10^5 個 EL 單元（electroluminescent unit，電致發光單元）。數據顯示，其中 600 個 EL 單元的發光強度的相對偏差在﹣6.3% 和 5.2% 之間，這表示這些纖維非常適合制作大面積的顯示織物。

　　此外，這些 EL 單元不僅具有良好的發光性能，而且在經過 1000 次彎曲（bending）、拉伸（stretching）和按壓（pressing）測試后仍能保持亮度穩定。

　　下圖（左）為 EL 單元的特性，下圖（右）為顯示織物的結構和 EL 性能：

　　這種顯示織物的耐用性怎么樣呢？該團隊表示，將該織物露天放置一個月，并經受 100 次清洗 - 干燥循環（wash-and-dry）和 10000 次折疊，依然能夠保持穩定的亮度。

　　下圖為聚氨酯離子凝膠纖維和EL單元的耐久性表現：

　　最后，彭慧勝教授希望這種材料能夠幫助人們克服因健康問題或語言障礙帶來的溝通問題，其團隊還將繼續做出改進，包括增加展示亮度、分辨率，以及發光點的顏色種類。

（聲明：本文僅代表作者觀點，不代表新浪網立場。）