北京時間3月11日，頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了題為《大面積顯示織物及其功能集成系統(tǒng)》（“Large-area display textiles integrated with functional systems”）的一項(xiàng)新研究。復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝和青年研究員陳培寧為該論文的通訊作者。

彭慧勝系復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室、聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的教授，主要在智能高分子纖維器件領(lǐng)域從事研究工作，已經(jīng)發(fā)表論文280多篇，獲授權(quán)發(fā)明專利70多項(xiàng)。

在十余年研究的積累下，彭慧勝率領(lǐng)的研究團(tuán)隊此次向外界展示了一塊長6米寬0.25米的大面積智能電子織物，這種織物還具有可拉伸性、透氣性和耐用性，被認(rèn)為是一種實(shí)用的理想材料。而在1000次彎、拉、壓循環(huán)測試后，絕大部分的電致發(fā)光單元表現(xiàn)良好。此外，這些電致發(fā)光單元的亮度在100次清洗干燥循環(huán)后依然保持穩(wěn)定。

研究團(tuán)隊還通過顯示器、鍵盤和電源的多功能集合，演示了智能織物的多個應(yīng)用場景。比如可作為顯示交互式地圖的導(dǎo)航工具，或是作為通過智能手機(jī)藍(lán)牙連接收發(fā)信息的通訊工具。針織還展示了其在醫(yī)療保健領(lǐng)域的潛力，他們從玩賽車游戲的志愿者和冥想的志愿者身上分別收集了腦電圖信號，并在計算機(jī)上對信號進(jìn)行處理，并通過藍(lán)牙模塊將對應(yīng)志愿者心理狀態(tài)的文字發(fā)送給微控制器進(jìn)行顯示。

經(jīng)線、緯線編織的同時，研究團(tuán)隊巧妙地將多功能智能集成系統(tǒng)融合其中。而在外界看來如此酷炫的成果背后，彭慧勝認(rèn)為智能織物仍面臨著多方面挑戰(zhàn)。他在接受澎湃新聞（www.nxos.com.cn）采訪時表示，無論在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域還是應(yīng)用領(lǐng)域，還是有很多的難點(diǎn)，“但‘啃骨頭’這個事情，大家相對來講都有點(diǎn)躲?！?/p>

此外，對智能織物這一跨學(xué)科較寬的研究領(lǐng)域，研究人員的“組團(tuán)”也非易事。“它需要不同學(xué)科的人能夠高度地相互信任來合作做這件事情，怎么樣能夠找到這么一個團(tuán)隊，團(tuán)隊里各個背景的人都有，而且能夠有效地合作，這個也是很難的一件事情?！?/p>

值得一提的是，彭慧勝團(tuán)隊的智能織物已經(jīng)“走出”了實(shí)驗(yàn)室，在汽車領(lǐng)域、可穿戴的電子領(lǐng)域、服裝領(lǐng)域進(jìn)入了試用階段，“我覺得應(yīng)該會在今年做成真正的產(chǎn)品。”彭慧勝表示。

澎湃新聞：您長期研究智能織物，它被稱為是紡織領(lǐng)域的第四次工業(yè)革命，首先請您介紹下智能織物的概念？它需要具備哪些要素？

彭慧勝：智能織物明確的定義實(shí)際上還沒有，我覺得可以這樣來理解，最早在5000多年前，人類開始使用大自然的纖維材料，包括蠶絲，來做衣服，然后這么多年來，織物一直是發(fā)揮著穿著、美觀等這些功能，后來人們又做了讓織物可以抗菌等，延伸了一些功能，這個是進(jìn)一步的發(fā)展。

那么到最近這十多年來，人們希望它不是簡單的有功能，它還是智能的。什么叫智能？實(shí)際上大家還是有一些爭議的，我理解的智能是它跟環(huán)境是形成一個反饋的，不是簡單的比如說抗菌就可以了，應(yīng)該可以根據(jù)菌的情況做出相應(yīng)的反應(yīng)，或者說無論是主動還是被動的，我可以進(jìn)對它進(jìn)行調(diào)控。

人們可能還會進(jìn)一步期待，它可能不光是有一個這樣的反饋，它有可能是一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)它有多個的反饋。比如說我們做的這個織物，它可以發(fā)電，它像太陽能電池一樣接受太陽光，然后發(fā)電，你還可以通過系統(tǒng)去控制它，怎么把電儲存起來，或者電怎么去使用，那么這就相當(dāng)于把織物做成鋰離子電池的功能。再比如說我們做的這個顯示，就是把鋰離子電池功能做好，然后可以拿出來做顯示用。這個織物還可以監(jiān)測人體的生理指標(biāo)，比如說我出汗的時候，我就對我的汗液進(jìn)行成分分析，然后來判斷我現(xiàn)在的健康狀況，甚至可以把這些信息向醫(yī)生進(jìn)行反饋。

總的來說，它實(shí)際上包括了人們期望用到的多種功能的集成，所以我覺得智能織物可能有兩方面重要的含義，第一它跟環(huán)境有一個互動，無論是主觀的還是客觀的；第二就是它是多個功能的集成，而不是簡單的一個功能。

澎湃新聞：在團(tuán)隊最新發(fā)表的這項(xiàng)研究當(dāng)中，這塊織物已經(jīng)集成了多種功能，目前智能織物的研究和應(yīng)用還存在哪些大的挑戰(zhàn)？

彭慧勝：我覺得挑戰(zhàn)有多個方面。從科學(xué)的角度來講，現(xiàn)在的挑戰(zhàn)在于，比如說你做成傳統(tǒng)的平面器件或者材料，無論是體系、表征方法，還是說研究的范式標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)共同體已經(jīng)有了很多的規(guī)范和和標(biāo)準(zhǔn)的做法，然后工業(yè)界也有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，所以大家可以很容易地進(jìn)行一些對比。但是織物這一塊，沒有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，都是大家設(shè)計定制的，然后你使用的材料、表征方式和整個檢測，往往A實(shí)驗(yàn)室和B實(shí)驗(yàn)室不一樣，B實(shí)驗(yàn)室和C實(shí)驗(yàn)室也不一樣，它有一定的差異，所以在對比性能的時候，你很難去有效的對比。

這樣就導(dǎo)致一個問題，就是各自有自己的說法，你要去進(jìn)行一個有效的優(yōu)化的時候，你就會發(fā)現(xiàn)別人的東西不一定對你有用，正因如此我覺得整個研究的效率實(shí)際上還是很低。

基礎(chǔ)上是這樣，在應(yīng)用上挑戰(zhàn)就更大。我剛才提到了沒有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、沒有標(biāo)準(zhǔn)的工藝，然后連判斷東西的好壞都沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，所以沒有行業(yè)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的話，很多的東西就很難往前推，這是從應(yīng)用的角度來說的第二個很大的問題。

基礎(chǔ)和應(yīng)用還是有很多的難點(diǎn)，但“啃骨頭”這個事情，大家相對來講都有點(diǎn)躲。就是說因?yàn)榕龅竭@些難題，你要把一個東西從實(shí)驗(yàn)室做出來，然后你推廣到真正的能夠工程化、工業(yè)化的目標(biāo)，它要面臨非常多的難點(diǎn)，所以大家都不是那么主動地往后面走。

但是現(xiàn)在國家的導(dǎo)向越來越有利了，所以我覺得后面可能大家會更多的在這方面下功夫。實(shí)際上我們自己也在參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也在努力地開發(fā)針對纖維器件連續(xù)化的標(biāo)準(zhǔn)化的制備方法，然后大家可以在一個標(biāo)準(zhǔn)的尺度下去做東西、去做對比，這樣的話才能真正的解決問題。這一塊現(xiàn)在大家越來越意識到它的重要性，我覺得這些問題后面應(yīng)該會逐步解決。

澎湃新聞：智能織物要附加多種功能，各個實(shí)驗(yàn)室采用的材料、制備的工藝都存在很大差異，在目前的研究階段來說，各個實(shí)驗(yàn)室也因此很難有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以這樣理解嗎？

彭慧勝：這是很重要的原因，當(dāng)然還有很難的一點(diǎn)在哪里呢？智能織物它其實(shí)是多學(xué)科的，不光是化學(xué)、材料、物理的，它需要做電子信息工程的，甚至需要生物醫(yī)學(xué)的、做紡織的，所以說它跨得學(xué)科太寬，它不是一個人能干完的，它需要不同學(xué)科的人能夠高度地相互信任來合作做這件事情，怎么樣能夠找到這么一個團(tuán)隊，團(tuán)隊里各個背景的人都有，而且能夠有效地合作，這個也是很難的一件事情。

澎湃新聞：在這篇最新的論文里，團(tuán)隊演示了多種應(yīng)用場景，您個人認(rèn)為目前最有可能往現(xiàn)實(shí)應(yīng)用去推一步的是哪種應(yīng)用？像您剛才說的，這樣的推動是否可以作為“啃骨頭”的示范樣本？

彭慧勝：我們實(shí)際上已經(jīng)已經(jīng)做到了這種產(chǎn)品的模型了，我們不光是在實(shí)驗(yàn)室了，這個產(chǎn)品已經(jīng)有一些公司試用了，我們現(xiàn)在目前主要是汽車領(lǐng)域、可穿戴的電子領(lǐng)域，然后也包括做服裝類的智能織物。

我們已經(jīng)有這三方面在進(jìn)行，比如服裝公司可以做警察、環(huán)衛(wèi)工人穿的衣服，現(xiàn)在是光打上去我們才能看得見警察，晚上如果光不打上去就麻煩了，我們這個織物是主動發(fā)光，這樣的話提高警察、環(huán)衛(wèi)工人等群體的安全性。

像這些應(yīng)用我們已經(jīng)在試用了，所以這三個方向我覺得應(yīng)該會在今年做成真正的產(chǎn)品，我覺得都沒有問題。

澎湃新聞：這些產(chǎn)品試用大概多久？試用期間需要解決什么問題？

彭慧勝：我們試用大概做了兩年多了。就像我剛才提到?jīng)]有統(tǒng)一的設(shè)備、沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以我們都是跟公司合作的時候，邊做邊建立這些東西，然后按照公司實(shí)際的要求，我們?nèi)ヅΦ赝晟?，相?dāng)于是按照需求在做技術(shù)。又因?yàn)槭侨碌?，然后設(shè)備也是自己設(shè)計定制的，所以周期會長一些?，F(xiàn)在我們基本上路都走通了，針對這篇論文里顯示織物這塊，我們有一條生產(chǎn)線，現(xiàn)在年產(chǎn)能在四五十噸。