美研发可为手机充电面料?中国早就做到了!

2017-11-17 11:28:18 post by microhm

研究人员的这项新的纱线可以通过拉伸运动发电,根据试验,仅使用家蝇重量的纱线就可以点亮一盏小型 LED 灯。

据外媒报道,美国德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员开发了一种新型的纱线,它可以把动能转化为电量。该产品技术一旦成熟,有望运用在未来互联网设备和智能服饰之中。研究人员的这项新的纱线可以通过拉伸运动发电,根据试验,仅使用家蝇重量的纱线就可以点亮一盏小型 LED 灯。

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该纱线是由一种碳纳米管制成的,比头发丝细 10000 倍数。由众多纱线组成“螺旋管”状的弹性绳,在伸缩的过程中,弹力就可以产生电量。研究人员表示,当材料被缝入 T 恤时,通过使用者每次呼吸引起的胸部膨胀的拉伸力,可以让材料直接给智能衣物上的呼气传感器供电。

值得一提的是,在此之前,国内的东南大学早在7月就已发现新型发电材料。

据了解,东南大学熊仁根教授团队、游雨蒙教授课题组与合作者在分子铁电、压电材料领域取得重要研究进展。相关研究结果发表在国际顶尖学术杂志《科学》(Science)上,受到全球学界关注。\

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压电性指的是材料在受挤压或拉伸时可以产生电,或在材料两端施加电压后材料伸长或缩短的特性。而具有压电性的材料也就被称作为压电材料,这类材料不但可以像马达那样,直接将电力转换成驱动力,还可以用电产生声波、超声波,例如医用B超探头上就使用了压电材料。不仅如此,借助其可以将压力转为电信号的能力,压电材料也被用作超声传感、加速度传感器等,现在智能手机上的“摇一摇”等功能的实现正是借助压电加速度传感器。 “上到卫星火箭、下到渔船潜水艇,从军用导弹到医用B超,可以说压电材料的使用已经深入到社会的每一个层面中。”


“这些需求对传统压电材料来说,就会出现很多问题。”熊仁根教授告诉记者,比如压电陶瓷制作中需要上千度的高温,在这种温度下,大多数精密的电子器件与具有柔性的薄膜都无法耐受这种温度;同时,陶瓷的高硬度在遇到对柔韧性的需求时反而成为缺点;另外不得不提到传统压电陶瓷中通常含有潜在的有毒金属,不利于环境保护并对生物体有可能产生毒性。


这就不得不提到,除了传统的陶瓷材料,还存在另一大类由分子组成的“分子材料”,这类特殊的材料由于其结构灵活多变、性质设计调控空间大、制作成本低、容易制成薄膜、柔韧性好、可降解、无毒害等优点一直以来都是材料研究领域的热点之一。

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“为了补充传统压电陶瓷在应用中存在的问题,研究者们近百年来一直在努力提升分子材料的压电性能,希望能用分子材料来补足压电陶瓷的短板,但收效甚微。 ”熊仁根教授介绍,因此他的科研团队突破传统的合成思路,另辟蹊径,创新性的从提升铁电极轴数量入手、利用相变前后对称性的巨大变化,发现了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。


据了解,这种新型分子铁电材料不但秉承了分子材料的种种优势,同时首次在压电性能上达到了传统压电陶瓷的水平。虽然研究还仅存在于实验室内,但随着新型分子铁电体的开发和进步,制作出具有实用性的柔性薄膜压电元件不再是一件难以企及的梦想。



文章来源:EDN 电子技术设计


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标签:   充电面料 LED 分子材料