引言：對風(fēng)力發(fā)電的概念是不是還停留在大風(fēng)車(chē)吱呦呦地轉？對太陽(yáng)能發(fā)電的印象是不是還停留在一塊塊四四方方的太陽(yáng)能電池板？也許有一天，我們的服裝時(shí)尚還會(huì )穿越回古代——寬幅闊袖、衣袂飄飄，因為有一種新型織物，在太陽(yáng)底下走走路吹吹風(fēng)就能發(fā)電。

對于織物利用物理運動(dòng)發(fā)電的研究已經(jīng)進(jìn)行了許多年。近期，佐治亞理工學(xué)院的研究員終于將研究更進(jìn)一步，開(kāi)發(fā)出一款既可以利用風(fēng)能又可以利用太陽(yáng)能發(fā)電的織物。如果這兩種發(fā)電模式可以結合起來(lái)用在紡織品上，那么開(kāi)發(fā)一種可以滿(mǎn)足自帶小型電子設備充電的服裝在不久的將來(lái)也會(huì )成為可能。

“這種混合動(dòng)力紡織品提供了一種全新的解決方案，對電子設備充電只需要在一個(gè)晴朗有風(fēng)的天氣里隨便逛逛就能實(shí)現。”佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程的王中林教授說(shuō)。

這項研究在9月12日發(fā)表于Nature Energy。為了制備這種織物，王教授的團隊利用普通織機將輕體量聚酯纖維和纖維基的摩擦納米發(fā)電機交織在一起。摩擦納米發(fā)電機可以綜合利用摩擦效應和靜電感應，在機械運動(dòng)，比如旋轉、滑動(dòng)以及震動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生少量電能。

王教授設想，如果這種320μm厚的新面料與羊毛編織在一起，就可以制作成帳篷，窗簾或耐磨的服裝。“這種面料韌性非常好，透氣，輕質(zhì)，適用范圍廣，”王教授說(shuō)。

纖維基體的摩擦納米發(fā)電機可以捕捉特定材料與其他材料摩擦接觸后產(chǎn)生的電能。對于織物上利用太陽(yáng)能發(fā)電的部分，王教授的團隊將正極做成異型紗線(xiàn)狀與其他纖維交織在一起。

“這種紡織品的主要材料是價(jià)格不貴且環(huán)保的常用高分子材料，”王教授說(shuō)，“電極也是采用低成本工藝制作，這使得大規模制造成為可能。”

一次實(shí)驗中，王教授的團隊利用A4紙大小的一塊織物做成彩旗狀，然后把旗子伸出車(chē)窗外，在一個(gè)多云的天氣里開(kāi)動(dòng)車(chē)子，研究人員就可以檢測在運動(dòng)過(guò)程中織物的發(fā)電情況。研究人員還利用4cm×5cm的一塊織物，放在陽(yáng)光下移動(dòng)，實(shí)驗中產(chǎn)生的電量可以將2mF的商業(yè)電容充到2V。

“這表明它在惡劣環(huán)境下也能良好工作。”王中林教授說(shuō)。

這種織物還可以持續工作給電子表充電、直接給手機充電，還可以驅動(dòng)水分解反應。雖然從之前的研究中可以推測出這種織物可以反復使用，但并沒(méi)有證實(shí)，所以下一步的研究將致力于研究其長(cháng)期耐用性。未來(lái)的研究目標還包括為工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)一步優(yōu)化織物，包括適當的防雨、防潮，以保護電氣元件。

來(lái)源： 紡織導報

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