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新型纺织生产方式可将普通纺织品变为“行走的发电机”

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由于拉夫伯勒大学的最新研究,能够感知我们的健康、与他人交流信息和发电的服装可能很快就会进入市场。


机械、电气和制造工程学院(MEME)的Ishara Dharmasena博士和斯里兰卡莫拉图瓦大学(University of Moratuwa)的一组研究人员开发了一种新的、可扩展的制造技术,可以制造嵌入非常小的发电机的可穿戴织物,称为“纳米摩擦发电机”(TENGs)。


该技术发表在《ACS应用电子材料》杂志上的一篇论文中,详细介绍了该技术,它可以利用现有的方法,如纱线涂层、浸渍涂层和应用摩擦电活性解决方案的丝网印刷,将普通纺织材料转化为“能产生能量的纺织品”。

这种可穿戴的含有TENG的织物在质地上类似于用于制作套头衫和t恤的针织材料。


但与普通的套头衫不同的是,这些能产生能量的纺织品可以发电,利用我们的自然身体运动来操作低功率电子设备。


研究人员发明的这种4cm × 4cm的轻而薄的TENG纺织品,使用温和的人工动作复制缓慢的身体动作,产生了超过35V的电压,在不久的将来,它可能会为低功耗的健康传感器、环境传感器和电子设备供电。


达马塞纳博士说,这项技术将极大地有利于未来的智能纺织和可穿戴电子应用,并可以支持全球向远程健康监测的转变。


Dharmasena博士说:“通过这项研究,我们能够证明,我们可以使用现有的纺织材料和常见的纺织制造技术,生产出具有平衡电气性能和舒适性能的可穿戴TENGs。我们开发的全纺织TENG技术是一种方便的电源和自供电的传感器技术——这可能在十年前还只是科幻小说!”


这项工作将引导我们进一步研究如何将普通纺织品转化为能产生能量的服装,用于各种未来应用,包括医疗、通信、体育和个人电子产品。

它是如何工作的


TENG设备收集静电,比如当气球与跳伞者摩擦时,会粘在墙上的静电,或者当你踩在地毯上时,会突然产生静电。


TENG设备一旦附着在人体或衣服上,就会随着运动“滑动”或“振动”,通过一种称为“静电感应”的过程产生电信号。


专家们以前曾试图在织物中使用TENGs,但由于TENGs是由坚硬而笨重的塑料片制成,加上昂贵的制造技术,过去的服装应用一直不成功。


Dharmasena博士的技术通过结合新的传统纺织材料和精心设计的TENG装置设计,克服了这些问题。这些设备显示了改进的发电能力,并满足了纺织产品的大多数舒适性和耐久性要求——这一平衡迄今为止在TENG研究领域很难实现。


接下来是什么


这项研究是达马塞纳博士的皇家工程院资助的项目的一部分,该项目专注于创建包含传感器的超级智能纺织品,可用于远程健康监测。


他和他的团队目前正在研究TENG技术的实际应用,并热切期待智能纺织品、健康传感技术、纳米技术和制造等领域的工业界和学术界合作伙伴的意见。


注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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