你想過將顯示器穿在身上嗎？“織物顯示”的漫漫求索路

伴隨著結構上的精細化要求，技術上的難題也顯現出來：如何在如微米級直徑的纖維上連續負載均勻的發光材料涂層，構建得到發光強度高度一致的像素點陣?

彭慧勝團隊提出了“限域涂覆”的制備路線，采用柔韌的高分子材料作為發光漿料基體，將其均一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。

現實的應用要求也接踵而至。團隊研究發現，具有高曲率表面的纖維相互接觸時，在接觸區域會形成不均勻的電場分布，這樣的電場不利于器件在變形過程中穩定工作。而在現實生活中，穿在身上的衣服難免會有磕磕碰碰，也需日常清洗。如何能使顯示織物適應外界環境的改變，乃至抵御住反復摩擦、彎折、拉伸等外在作用力，保證發光的穩定性?

團隊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。“通過對高分子導電纖維的模量調控，使其在與發光經線交織時發生自適應彈性形變，形成穩定接觸界面，并使得在纖維曲面上形成了類似平面的電場分布，從而確保了織物中‘像素點’的均勻穩定發光。”彭慧勝說。

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。

多功能集成，表現出良好應用前景

除顯示織物外，彭慧勝團隊還基于編織方法實現了具有光伏織物、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。該系統在物聯網和人機交互領域，如實時定位、智能通訊、醫療輔助等方面表現出良好應用前景。

極地科考、地質勘探等野外工作場景中，只需在衣物上輕點幾下，即可實時顯示位置信息，地圖導航由“衣”指引;把顯示器穿在身上，語言障礙人群可以此作為高效便捷交流和表達的工具……這些原本存于想象中的場景，或許在不遠的將來就能走進人們的生活。

從研發思路的推陳出新，到連續制備關鍵技術的接連突破，設備的自主設計研發，再到工程化路線的不斷優化……彭慧勝團隊已把產品從實驗室里“帶了出來”，實現了發光纖維和織物的連續化穩定制備，致力于推動全柔性顯示織物的規模化應用研究。“我們也期待著產業界的合作者們加入，共同解決在實際應用中的具體問題。”彭慧勝說。(楊澤璇 岑盼 科技日報記者 王春)