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研究人員開發出能發電的紗線

2017/09/15
德州大學和南韓漢陽大學的研究人員開發出一種在扭曲或拉伸時能產生電力的紗線,可能讓智慧服裝的無電池化找到一線曙光。
 
在“科學”雜誌上發表的研究中詳述這項名為“Twistron”的材料是由碳奈米管構成的紗線製成。研究人員首先將奈米管扭曲成高強度輕質紗線。為了使紗線具有高彈性,它們引入相當大的扭曲,使得紗線像過度扭曲的橡皮筋一樣捲繞。為了產生電力,紗線被浸沒或塗覆離子導電材料或電解質。
 
這種可以利用人體運動和海浪來產生電力的紗線,除了能為成衣產業提供開發智慧服裝的選擇,也可降低對石化燃料的依賴性。
 
NanoTech研究所的科學家和該研究的共同主編Na Li博士說:「從根本上說,這些紗線是超級電容器。在使用一般的電容器,您可以使用像使用電池一樣來為電容器添加電荷,但是在我們的情況下,當將碳奈米管紗線插入電解液槽中時,紗線本身會被電解液充電,不需要外部電池或電壓」。
 
當紗線被扭曲或拉伸時,碳奈米管紗線的體積減小,使紗線上的電荷更加靠近並增加其能量。這會增加與存儲在紗線中的電荷相關聯的電壓,從而能夠收集電力。
 
NanoTech Institute 的Ray Baughman博士補充說:「雖然許多替代品已經被研究了數十年,但是沒有其他報告指出替代品能週期性提供如此高的電力或能量輸出,我們是每秒幾個週期到600個週期之間的拉伸速率」。
 
研究人員測試了該紗線在成衣中的使用情形。在一個測試中,twistron被縫成襯衫。以正常呼吸拉伸紗線並產生電信號,顯示其具有作為自主供電傳感器的潛力。
 
「電子紡織品具有重大的商業利益,但是如何為電力供電呢?從人體運動中收集電能是消除電池需求的一個策略。與文獻中報導的其他可穿戴纖維相比,我們的紗線拉伸時所產生的電能高於百倍以上。」Baughman博士說。
 
曼徹斯特大學的研究人員,本(2017)年8月初揭露,正在對直接印在織物上的柔性電池進行研究。
 
曼徹斯特大學的知識交流研究員Nazmul Karim表示:「它將開闢一種可以同時存儲能量和監測人類活動和生理狀況的智慧電子紡織品,兼具環保和成本效益的可能性」。
 

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