《三体》成现实穿在身上的显示器

“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。他领衔完成的“碳纳米管复合纤维锂离子电池”项目，2020年荣获国家自然科学奖二等奖。他带领团队实现的“高性能纤维锂离子电池规模化制备”，入选2021年度“中国科学十大进展”。

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，而且悟出了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。

用于编织衣服的发光纤维（新华社发）

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。

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“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。

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。

彭慧胜教授在演讲。

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着增大，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并不增大，反而先降低后趋于稳定，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。