北京時(shí)間3月11日，頂級(jí)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(guó)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(duì)此次向外界展示了一塊長(zhǎng)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(cè)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(duì)還通過(guò)顯示器、鍵盤(pán)和電源的多功能集合，演示了智能織物的多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)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(guò)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(hào)，并在計(jì)算機(jī)上對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并通過(guò)藍(lán)牙模塊將對(duì)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(shí)，研究團(tuán)隊(duì)巧妙地將多功能智能集成系統(tǒng)融合其中。而在外界看來(lái)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(shí)表示，無(wú)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(gè)事情，大家相對(duì)來(lái)講都有點(diǎn)躲?！?/p>

此外，對(duì)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?！八枰煌瑢W(xué)科的人能夠高度地相互信任來(lái)合作做這件事情，怎么樣能夠找到這么一個(gè)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)里各個(gè)背景的人都有，而且能夠有效地合作，這個(gè)也是很難的一件事情?！?/p>

值得一提的是，彭慧勝團(tuán)隊(duì)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(jué)得應(yīng)該會(huì)在今年做成真正的產(chǎn)品?！迸砘蹌俦硎尽?/p>以下為澎湃新聞對(duì)彭慧勝的采訪實(shí)錄：

澎湃新聞：您長(zhǎng)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(qǐng)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(méi)有，我覺(jué)得可以這樣來(lái)理解，最早在5000多年前，人類開(kāi)始使用大自然的纖維材料，包括蠶絲，來(lái)做衣服，然后這么多年來(lái)，織物一直是發(fā)揮著穿著、美觀等這些功能，后來(lái)人們又做了讓織物可以抗菌等，延伸了一些功能，這個(gè)是進(jìn)一步的發(fā)展。

那么到最近這十多年來(lái)，人們希望它不是簡(jiǎn)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(zhēng)議的，我理解的智能是它跟環(huán)境是形成一個(gè)反饋的，不是簡(jiǎn)單的比如說(shuō)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(shuō)無(wú)論是主動(dòng)還是被動(dòng)的，我可以進(jìn)對(duì)它進(jìn)行調(diào)控。

人們可能還會(huì)進(jìn)一步期待，它可能不光是有一個(gè)這樣的反饋，它有可能是一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)它有多個(gè)的反饋。比如說(shuō)我們做的這個(gè)織物，它可以發(fā)電，它像太陽(yáng)能電池一樣接受太陽(yáng)光，然后發(fā)電，你還可以通過(guò)系統(tǒng)去控制它，怎么把電儲(chǔ)存起來(lái)，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(shuō)我們做的這個(gè)顯示，就是把鋰離子電池功能做好，然后可以拿出來(lái)做顯示用。這個(gè)織物還可以監(jiān)測(cè)人體的生理指標(biāo)，比如說(shuō)我出汗的時(shí)候，我就對(duì)我的汗液進(jìn)行成分分析，然后來(lái)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(lái)說(shuō)，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(jué)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(gè)互動(dòng)，無(wú)論是主觀的還是客觀的；第二就是它是多個(gè)功能的集成，而不是簡(jiǎn)單的一個(gè)功能。

澎湃新聞：在團(tuán)隊(duì)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(jué)得挑戰(zhàn)有多個(gè)方面。從科學(xué)的角度來(lái)講，現(xiàn)在的挑戰(zhàn)在于，比如說(shuō)你做成傳統(tǒng)的平面器件或者材料，無(wú)論是體系、表征方法，還是說(shuō)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(duì)比。但是織物這一塊，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，都是大家設(shè)計(jì)定制的，然后你使用的材料、表征方式和整個(gè)檢測(cè)，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(duì)比性能的時(shí)候，你很難去有效的對(duì)比。

這樣就導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題，就是各自有自己的說(shuō)法，你要去進(jìn)行一個(gè)有效的優(yōu)化的時(shí)候，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)別人的東西不一定對(duì)你有用，正因如此我覺(jué)得整個(gè)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(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的工藝，然后連判斷東西的好壞都沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，所以沒(méi)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(lái)說(shuō)的第二個(gè)很大的問(wèn)題。

基礎(chǔ)和應(yīng)用還是有很多的難點(diǎn)，但“啃骨頭”這個(gè)事情，大家相對(duì)來(lái)講都有點(diǎn)躲。就是說(shuō)因?yàn)榕龅竭@些難題，你要把一個(gè)東西從實(shí)驗(yàn)室做出來(lái)，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(dòng)地往后面走。

但是現(xiàn)在國(guó)家的導(dǎo)向越來(lái)越有利了，所以我覺(jué)得后面可能大家會(huì)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(kāi)發(fā)針對(duì)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的尺度下去做東西、去做對(duì)比，這樣的話才能真正的解決問(wèn)題。這一塊現(xiàn)在大家越來(lái)越意識(shí)到它的重要性，我覺(jué)得這些問(wèn)題后面應(yīng)該會(huì)逐步解決。

澎湃新聞：智能織物要附加多種功能，各個(gè)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(lái)說(shuō)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室也因此很難有一個(gè)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(shuō)它跨得學(xué)科太寬，它不是一個(gè)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(lái)合作做這件事情，怎么樣能夠找到這么一個(gè)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)里各個(gè)背景的人都有，而且能夠有效地合作，這個(gè)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(duì)演示了多種應(yīng)用場(chǎng)景，您個(gè)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(shuō)的，這樣的推動(dòng)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(gè)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(jiàn)警察，晚上如果光不打上去就麻煩了，我們這個(gè)織物是主動(dòng)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(gè)方向我覺(jué)得應(yīng)該會(huì)在今年做成真正的產(chǎn)品，我覺(jué)得都沒(méi)有問(wèn)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(wèn)題？

彭慧勝：我們?cè)囉么蟾抛隽藘赡甓嗔?。就像我剛才提到?jīng)]有統(tǒng)一的設(shè)備、沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以我們都是跟公司合作的時(shí)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(jì)定制的，所以周期會(huì)長(zhǎng)一些?，F(xiàn)在我們基本上路都走通了，針對(duì)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。