智慧衣新頁》不需仰賴電池的「發電紗線」

2017/09/14

美國德州大學和南韓漢陽大學共同研發出會發電的紗線Twistron,未來將有可能不再需要電池,只要扭轉或拉伸紗線就會發電,對於智慧衣的研發更將是一大福音。

這個由直徑比人類頭髮小10,000倍奈米碳管構成的紗線twistron,研究結果已發表於8月25日科學期刊《Science》。研究人員先將奈米碳管撚紡(twist-spin)成高強度、輕量紗線,為了使紗線具有高彈性,經過多次加撚使得紗線捲曲如過度扭曲的橡皮筋, 為了發電紗線必須浸入或塗佈離子導電材料或電解質(實驗室中也可以使用鹽水作為電解液),以生產電力。

美國德州奈米研究所Na Li 博士表示,根本上,你可將這些紗線視為超級電容器(supercapacitor),只是一般電容器需要電能(如電池的能量)來充電,但我們的紗線自己可以透過自身的離子交換充電,你只要將奈米碳管紗線插入電解液缸中,不需要另外的電池或電壓。

也就是說,當twistron harvester(本文暫譯為“螺旋攫取器”) 被扭轉或拉伸時,奈米碳管紗線在擠壓下體積變小,紗線上的電荷就會靠近在一起並產生電能。據知,Twistron在每秒30次捲曲拉伸運動中,產生的尖峰能量(peak power)可達每千克250瓦特,並且能同時儲存電力。

令人興奮的是,實驗測試,研究人員將 twistron紗線縫進襯衫中,藉著人體的正常呼吸時胸腔的起伏使紗線進行伸縮運動,即可產生足夠的驅動能量產生電力,證明它能有藉由人體的呼吸運動自行供電的潛力。

source: Science Magazine、University of Texas at Dallas

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