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颠覆传统认知,显示器穿到了身上 复旦教授彭慧胜坚持15年,用勇气和想象力树起“卓越的里程碑”

上海福建人 新闻中心 2022-07-06 来自:解放日报 作者:上海要闻 访问量:1051
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核心提示:  记者俞陶然  “这是《三体》里的世界。”“刘慈欣的想象成真了!”复旦大学高分子科学系主任彭慧胜教授带领团队,在国际上率先研制出织物显示器件后,引发了众多网民的惊呼。  近日




  记者 俞陶然
  “这是《三体》里的世界。”“刘慈欣的想象成真了!”复旦大学高分子科学系主任彭慧胜教授带领团队,在国际上率先研制出织物显示器件后,引发了众多网民的惊呼。
  近日,彭慧胜获得2022年上海“最美科技工作者”称号。他不仅让衣服像显示屏一样呈现出七彩画面,使《三体》对人类未来服装的描写成为现实,还悟到了不少从事科研工作的经验。“研究工作最需要两个品质:不顾一切的勇气和丰富的想象力。”
  涉足纤维电子器件
  2008年留学归国、入职复旦后,彭慧胜选择了一个科学家很少涉足的研究方向——纤维电子器件。当时在柔性电池领域,研发薄膜电池的科学家有很多,但很少有人研究纤维电池。衣服上的纤维可否蓄电、发光?可否变成柔性显示器?这些只存在于科幻小说里的场景,成为彭慧胜的攻关目标。
  “科学研究要有丰富的想象力,就像爱因斯坦所说,想象力比知识更重要。”谈及当年对科研方向的选择,彭慧胜深有感触。
  与热门的薄膜电池研究相比,纤维电池这个研究方向几乎还没有人想到,学术界长期以来有一个共识:纤维电池的内阻随长度增加而显著增大,导致无法实现电池高性能化和应用。很多科学家不相信能研制出纤维电池,更不相信纤维电池可以大规模应用。在质疑声中,彭慧胜坚持了15年。他颠覆了传统认知,发现纤维电池内阻随长度增加反而先降低后趋稳定,呈现独特的双曲余切函数关系。这奠定了纤维电池发展的理论基础。
  在这个理论的指导下,他领导团队研制出20多种纤维器件,其中纤维锂离子电池具有优异且稳定的电化学性能,能源密度较过去提升了近2个数量级。他们还与产业界合作,建立了世界上首条纤维锂离子电池生产线。相关技术产品已应用于航天、高铁、汽车等重要领域,产值超20亿元。
  勇闯科研无人区
  “在基础研究的无人区里,我们要有不顾一切的勇气。”彭慧胜告诉他的学生,“摔倒并不是失败,摔倒后决定不再爬起来,才是失败。”
  凭借不顾一切的勇气和丰富的想象力,这位高分子科学家不仅实现了纤维锂离子电池的产业化,还带领团队研制出“穿在身上的显示器”,让人类今后能通过衣服浏览新闻、收发信息、记录备忘……去年3月,相关研究成果以《大面积显示织物及其功能集成系统》为题发表在国际顶级科技期刊《自然》上,审稿人评价其“创造了重要而有价值的新知识”。
  如何在直径仅为几十至几百微米的柔性纤维上,构建可程序化控制的发光点阵列,是困扰他们的一大难题。为此,彭慧胜团队发挥想象力,提出一个大胆构想:在织物编织过程中,经纬线的交织可以自然地形成类似于显示器像素阵列的点阵。
  以此为灵感,他们研制出两种功能纤维——负载有发光活性材料的高分子复合纤维和透明导电的高分子凝胶纤维,通过两者在编织过程中的经纬交织,形成电致发光单元,并通过有效的电路控制制备出新型柔性显示织物。这一国际领先的科研成果,颠覆了人们对传统显示器件和纺织品的认知,被《自然》杂志评价为“世界电子织物领域一个卓越的里程碑”。
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