新型自供電編織物材料有望為傳感器等供電

10月26日，中美研究人員在新一期美國(guó)《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告說，他們研制出一種能從環(huán)境中同時(shí)收集利用太陽能與人體運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的新型智能服裝材料，將來有望用來為可穿戴設(shè)備甚至智能手機(jī)充電。

新型柔性材料借助纖維摩擦等原理，有望把人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能

中國(guó)科學(xué)院納米能源與系統(tǒng)所首席科學(xué)家、美國(guó)佐治亞理工學(xué)院王中林教授介紹說，目前可穿戴電子器件潛力巨大，但因電池續(xù)航時(shí)間短，應(yīng)用受到限制。他們提出的解決方案是把自供電系統(tǒng)直接集成到可穿戴電子系統(tǒng)中。

在新研究中，王中林他們結(jié)合現(xiàn)有的摩擦納米發(fā)電機(jī)，研制出能同時(shí)收集并存儲(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的復(fù)合織物系統(tǒng)。首先，他們把基于高分子材料的染料敏化太陽能電池做成纖維材料，從而把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。其次，他們利用超級(jí)電容器儲(chǔ)存能量，超級(jí)電容器也制成纖維狀材料。然后，在兩種材料的表面鍍置電極和摩擦層材料。

王中林說，人運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩根纖維之間就會(huì)互相搓動(dòng)，借助摩擦納米發(fā)電機(jī)的原理，就能把人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能。

他說，各類器件均采用柔性結(jié)構(gòu)材料，能在不同彎曲角度均展現(xiàn)出較好的輸出性能，因此可將上述器件任意組合，編織成不同的形狀和樣式。

測(cè)試中，新研制的自供電編織物制成的短袖T恤能驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管、傳感器等小型電子設(shè)備。王中林說，他們接下來將繼續(xù)對(duì)這種編織物進(jìn)行改進(jìn)，以降低生產(chǎn)成本，提高能量轉(zhuǎn)化效率，從而為更大功率的可穿戴電子設(shè)備甚至智能手機(jī)直接充電。