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意义重大!复旦大学织出能当屏幕的“电子布”,衣服能当显示屏了
发布时间:2021-03-12    来源:质量技术部;    阅读次数:5790

柔性屏幕是电子设备显示屏发展的一个重要方向,这方面的科技成果已经应用在一些折叠屏的手机上,比如华为,三星等都曾推出了折叠屏,手机市场反应也不错。但是柔性屏幕并不只是体现在手机的柔性屏上,不少专家认为将来很多智能电子设备大都是穿戴在人的身上的,所以将来智能设备显示屏很可能都会成为人们穿戴物的一部分,就像衣服一样,不用再随身携带手机了。

3月11日,世界权威科技刊物《自然》杂志发表了我国上海复旦大学的一个研究团队在柔性屏幕方面的研究成果——来自复旦大学的彭慧胜、陈培宁等人主导的团队成功发明了一种新奇的智能“电子布”,这种电子织物具有优异的可拉伸性、透气性和耐用性,更重要的是它能当作大面积显示屏,可以显示数字字母的简单符号,改进后将能显示更为复杂的图案等。

难以想象吧?衣服的面料即将可以作为显示屏使用。

在这项创造性的发明中,彭慧胜等人采用了全新的材料设计方案——使用基于硫化锌(ZnS)磷光体的电场驱动装置来编织显示织物,此物与 OLED 器件不同,可将分散在绝缘聚合物基体中的 ZnS 磷光体在聚合物基体上交变电场激活,形成一种电场驱动装置,这样就只需要纬纱和经纱之间的空间接触就可以照明,如果在 ZnS 磷光体中掺杂铜和锰等不同元素,则可以获得具有均匀分布 EL 单元的彩色纺织品。

试验发现,即使100米长的这种发光纤维,放置在盐水中用交流电试验,仍然能保持性能稳定。简单又耐用,还容易生产。

织就这种“电子布”使用的什么线呢?其实经纬线是不一样的,纬纱纤维是通过熔融纺丝离子液体掺杂的聚氨酯凝胶制备的,其透射率超过 90%;经纱纤维是通过在镀银导电纱上涂覆商用 ZnS 磷光体制备的,这种基于溶液的涂层是获得连续长度发光经纱纤维的简单方法。

两种纤维均具有导电性。此外搭配的材料则选用了聚氨酯作为聚合物基体制造成的聚氨酯纤维(俗称氨纶),是极佳的纺织材料,另外也可以用其他的合成纤维织成这种面料。

那么怎样将这种材料织成电子布呢?其实在传统的工业织机上就能完成,在编织导电纬纱和发光经纱时,每个交织的纬纱和经纱能形成一个EL单元,在此次研究中,该团队制造出了一块 6m×25cm(长 × 宽)的大面积显示织物,包含大约 50 万个EL单元,发光效果良好,能耗也很低。

而且这种电子织物的面料和平时我们使用的纺织物面料看上去差别并不大,在经过 一千次弯曲、拉伸和按压循环测试后,绝大多数EL单元仍然保持了原有的强度,在每个折叠方向上做一万次折叠循环中,处于折叠线上的EL单元的强度也能保持稳定,就是用水洗上500次也不会坏,这比已有的所有柔性屏幕都具有耐用性。

很显然,这是一项意义重大的发明,在可以预见的未来,随着技术的改进和更多功能的集成使用,以这种面料为显示屏的“智能电子纺织品” 将有望在各个领域大量使用,也将在一定程度上改变我们的生活方式。

参考资料:

《中国青年报》3月11日文章《复旦团队发明“穿在身上的显示器”,黑科技织布洗500次不会坏》