本文转自：上观新闻“这是《三体》里的世界。|《三体》科幻成为现实！复旦教授为何能发明“穿在身上的显示器”？

本文转自：上观新闻
“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。这位出生在湖南小山村的科学家不仅收获了美不胜收的科研成果——让衣服像显示屏一样呈现出七彩画面，而且悟到了不少从事科研工作的成功经验。 “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。 ”彭慧胜说。

文章图片
柔性显示织物
在质疑声中坚持15年，创造“世界第一”
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《三体》等科幻小说里的场景，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，彭慧胜深有感触地说。

文章图片
彭慧胜（左二）在实验室展示柔性显示织物。
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，技术挑战很大。比如要研发纤维聚合物锂离子电池，必须破解三个科学难题：一是把平面结构的平板锂离子电池转变成纤维结构，电场会变得不均匀，很难制备活性材料进行匹配；二是平板电池的电荷传输路径较短，而纤维电池的长度有几米、十几米乃至更长，如何确保电荷沿纤维长度方向进行有效传输至关重要；第三个科学难题，是在制备和使用过程中，纤维电池会自然形变，所以要确保活性材料在变形时不会脱落。
国际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。因此，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，产值超过20亿元。

文章图片
由纤维电池编织而成的大面积储能织物
提出大胆构想，在电子织物领域建立里程碑
“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” 。