久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合

 據(jù)報道，東華大學王宏志教授課題組在可穿戴能源領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)研究成果以《兩棲能源紗線與紡織品的連續(xù)化與規(guī)模化制備》為題發(fā)表于國際知名學術(shù)期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。

　　研究團隊認為，纖維、紗線、織物將成為新一代發(fā)電載體。但成熟的發(fā)電技術(shù)，如光伏、熱電、壓電/摩擦電等，與服裝材料和紡織工業(yè)的結(jié)合尚存在挑戰(zhàn)。目前能源紡織品難以規(guī)模化生產(chǎn)、能源器件的性能易受環(huán)境濕度影響，而且尚缺乏利用單根紗線實現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)。“能源衣”的開發(fā)仍任重道遠。

　　隨著可穿戴電子設備的快速發(fā)展，民眾對可穿戴能源的需求逐漸增大。由于傳統(tǒng)電池存在缺乏柔韌性、不可拉伸、難以編織等局限性，柔性隨身能源材料與器件發(fā)展獲得了大量關(guān)注。目前可穿戴電源的研究多數(shù)展示了“佩戴”形式的能源器件，其主要作為服裝的附加品，仍缺乏穿著舒適性。相比之下，服裝本體是現(xiàn)成的物理載體，是更為理想的可穿戴功能集成平臺。

　　東華大學研究團隊在此基礎上取得新進展。

　　研究人員利用工業(yè)級的紡絲設備實現(xiàn)了可拉伸摩擦發(fā)電紗線的連續(xù)化與規(guī)模化生產(chǎn)。此類發(fā)電紗線由高彈性聚合物材料（橡膠）與螺旋金屬纖維構(gòu)成，這兩類本征彈性體與非本征彈性體通過皮芯結(jié)構(gòu)的設計合二為一，具有協(xié)同應變行為。發(fā)電紗線在拉伸、彎曲、扭曲等應變下，內(nèi)部兩類材料間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，可產(chǎn)生毫瓦級的輸出功率。

發(fā)電紗線的紡制流程與實物照片

　　研究人員深入探討了金屬與非晶聚合物接觸/分離的單電極勢阱模型，發(fā)現(xiàn)非晶聚合物不僅作為隔離層防止紗線內(nèi)場電勢被外界環(huán)境氣氛（氣體、水等）消除，其界面的感應電荷竟能夠與外界氣氛分子發(fā)生耦合增益，此次研究中首次提出了摩擦發(fā)電器件的電勢/極化耦合效應的假設。借助特殊的皮芯結(jié)構(gòu)設計與耦合增益發(fā)電機制，此研究報道的發(fā)電紗線無需借助與其他物體的相互作用即可自發(fā)電，并能夠應用于不同氣氛環(huán)境甚至是液體中。

單電極勢阱模型與耦合增益發(fā)電機制

　　研究人員使用工業(yè)級的織樣機將發(fā)電紗線進行編織得到了具有彈性的發(fā)電織物，其同樣具有兩棲工作的能力。發(fā)電紗線亦可與其他市售纖維如尼龍纖維、聚丙烯腈纖維等共同編織，紡織品的透汽性、舒適性、發(fā)電功率便可有效調(diào)控。研究人員穿著發(fā)電織物制成的“能源衣”，展示了其為電子設備鋰電池充電、驅(qū)動無線信號傳輸系統(tǒng)、捕捉人體運動姿態(tài)等功能。

發(fā)電織物的編織過程與可穿戴應用演示

　　該研究工作得到了中央高校基本科研業(yè)務費學科交叉重點項目、中國科協(xié)青年人才托舉工程、東華大學勵志計劃等基金的大力資助。