近日 劍橋大學電子工程博士生楊嘉傑聯閤研發齣一款 46 英寸的編織顯示器 劍橋大學團隊研發46英寸全編織智能顯示屏，有望讓窗簾成為顯示器 - 趣味新聞網

近日，劍橋大學電子工程博士生楊嘉傑聯閤研發齣一款 46 英寸的編織顯示器，可將智能傳感器、能量收集和存儲直接集成到織物中，從而輸齣和摺疊彩色影像。

圖 | 編織顯示器（來源：Nature Communications）

據悉，這是第一次使用完全基於縴維的製造方法，將可擴展的、大麵積復雜係統集成到紡織品中。

2 月 10 日，相關論文以《智能紡織照明/顯示係統，配備多功能光縴設備，用於大型智能傢居和物聯網應用》（Smart textile lighting/display system with multifunctional fibre devices for large scale smart home and IoT applications）為題發錶在Nature Communications上。

（來源：Nature Communications）

多年前科學傢們就發現，通過傳統編織和針織工藝把特殊縴維整閤到紡織品中，即可讓其融入日常用品，從而開闢潛在應用領域。然而，此前這些縴維的製造一直受到尺寸限製，相關技術和編織工藝也不兼容。

為改善這一問題，楊嘉傑和所在團隊，給縴維組件塗上能承受足夠拉伸的材料，以便將它們用於紡織製造設備。

圖 | 楊嘉傑（來源：楊嘉傑）

同時，該團隊還編織齣一些基於縴維的組件，以提高可靠性和耐用性。最後，他們使用導電粘閤劑和激光焊接技術，將多個光縴組件連接一起。整體方法建立在微納米技術、先進顯示器、傳感器、能源和技術紡織品製造的融閤之上。

結閤這些技術，再通過標準、可擴展的紡織品製造工藝，即可將多種功能整閤到一大塊機織織物中。由此産生的織物可用於顯示器、監控各種輸入或存儲能量等。

（來源：Nature Communications）

當顯示器放映彩色映像時，即使正在播放影像，也能像正常布料那樣彎麯。裏麵的傳感器和天綫也由縴維構成，這些縴維可以檢測到射頻信號、觸摸、光綫和溫度，在傳輸無綫電力的同時還能保存能量。

審稿人認為，此次展示的完全可操作的紡織係統，是智能傢居和物聯網方麵的革命性應用。其中，不少分立器件均展示瞭材料技術和製造技術的新穎性，包括顯示、電力傳輸、觸摸傳感、光電檢測、信號監測和能量存儲。

迴顧研究曆程，楊嘉傑錶示印象最深的便是手工編織布料。為把各個部件組閤到布料中，該團隊購入一台手工織布機。織布機很簡易，由非常原始的材料木頭組成。

雖然大傢都能熟練操作昂貴的精密儀器，但織布機還是頭一次用。分綫時，要把成百根細綫一根根地分開，然後再一根根地穿過洞眼。編織時，不僅要將梭子來迴穿插，還得不斷手動調整、以確保成品布料的鬆緊均勻。

（來源：Nature Communications）

盡管原理非常簡單，但要織齣一塊工整的布料，則十分考驗技巧和耐心，一塊毛巾大小的布就得編上好幾天。為瞭讓編織好的軟性紡織材料更具藝術感，他們還把毛邊編織成流蘇結。

研究人員錶示，該顯示器在智能傢居和物聯網中有著巨大潛力，並為下一代電子紡織品應用鋪平瞭道路，應用場景包括可以産生和儲存自身能源的節能建築、物聯網設備、分布式傳感器網絡、以及交互式顯示器等。

不難想象，在不久的將來，傢裏掛的一副窗簾其實就是電視機或顯示器。早上起床時，可以顯示溫度、天氣等信息，甚至能在陰雨天提供室內照明，從而模擬自然太陽光。得益於其兼具柔韌性和耐磨性的紡織特性，開窗時還可把它自由摺疊。

（來源：Nature Communications）

再想象一下，一般當參展商去參加展會，需要提早打印好海報，如果要顯示視頻，還得提前運送、並架設好顯示器。得益於本次紡織係統的可彎麯性和可捲麯性，以後隻需做好電子文檔，帶著輕便的紡織顯示器來到展覽館便可。而對於參展者來說，還可通過集成的觸摸傳感器與顯示器進行互動。

另據悉，該原型不僅可像電視一樣作為顯示彩色影像的顯示器，還可捕捉心髒活動、並將其顯示為心電圖。

目前，該團隊正在和歐洲的閤作者閤作，以使該技可用於日常物品。他們還將把可持續材料整閤為縴維成分，以提供一種新型能源紡織係統。這種兼具柔性和功能性智能織物，最終可以製成電池、超級電容器、太陽能電池闆和其他設備。

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參考：

1、Choi, H.W., Shin, DW., Yang, J. et al. Smart textile lighting/display system with multifunctional fibre devices for large scale smart home and IoT applications.Nat Commun13, 814 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-28459-6