很多人都有過這樣的經(jīng)歷，當他們想起自己一天都沒有給手機充電，結(jié)果手機沒電了。最近的一項研究顯示，可能有一種方法，只要走到商店，就能給智能手機充電。巴斯大學的研究人員表示，根據(jù)一項新的研究，足夠 "聰明"的衣服可以將身體的輕柔運動轉(zhuǎn)化為電力，可以讓我們的手機在移動中保持充電。
科學家說，尼龍纖維能從簡單的身體運動中產(chǎn)生電力，即所謂的 "渦流發(fā)電"。在為傳感器和移動設(shè)備供電方面可能很有應(yīng)用潛力。壓電尼龍在觸摸時產(chǎn)生電荷，然后可以利用并儲存在電池中。即使是最簡單的動作，比如穿著智能服裝時擺動手臂，也足以產(chǎn)生電力。
"人們對智能、電子紡織品的需求越來越大，但找到適合現(xiàn)代服裝的廉價、易得的電子材料纖維是紡織業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，"研究主要作者Kamal Asadi教授在大學的一份新聞稿中說。
Asadi補充說："壓電材料是從機械振動(如身體運動)中收集能量的良好候選材料，但這些材料大多是陶瓷，并且含有鉛，而鉛是有毒的，這使得它們在可穿戴電子產(chǎn)品或衣服中集成具有挑戰(zhàn)性。"
艱難的智能服裝制造之路
科學家們從上世紀80年代就知道尼龍的壓電特性。因為它不含任何有毒物質(zhì)，他們熱衷于對它進行實驗。然而，這種人造織物(常見于廉價T恤和女士絲襪中)非常難以處理。尼龍的原始形態(tài)是一種白色粉末，在被塑造成產(chǎn)品之前可以與材料混合。它可以制造任何東西，從汽車零件到牙刷刷毛。
另一方面，研究發(fā)現(xiàn)，當尼龍在一種 "特殊 "的晶體結(jié)構(gòu)下，它會變成壓電體。要做到這一點，必須將其熔化，迅速冷卻，然后拉伸。這就產(chǎn)生了厚厚的板塊或薄膜，雖然具有壓電性，但不適合制作電池充電的衣服。
20世紀90年代，由于生產(chǎn)薄型壓電尼龍的挑戰(zhàn)被認為是不可逾越的，這一領(lǐng)域的大部分研究都停滯了。研究人員采用了一種完全不同的方法，將尼龍粉末溶解在酸中，而不是將其熔化。雖然它生成了更薄的尼龍，但成品中含有溶劑分子，使其無法成為壓電材料。
"我們面臨的挑戰(zhàn)是制備能保持其壓電特性的尼龍纖維，"阿薩迪教授解釋說。"我們需要找到一種方法來去除酸，使尼龍可以使用。"
創(chuàng)造充電織物的未來
丙酮是一種通常與油漆稀釋劑或卸甲油有關(guān)的化學物質(zhì)。研究作者發(fā)現(xiàn)，將酸液與丙酮混合，然后可以通過提取酸液來生產(chǎn)尼龍壓電薄膜。
"丙酮與酸分子結(jié)合得非常緊密，所以當丙酮從尼龍溶液中蒸發(fā)時，它會把酸也一起帶走，"阿薩迪補充道。"你留下的是壓電晶相的尼龍。下一步是將尼龍變成紗線，然后將其整合到織物中。"
這些發(fā)現(xiàn)可以為電子紡織品和智能服裝鋪平道路，為可穿戴電子設(shè)備和便攜式設(shè)備提供動力。
巴斯物理系教授說："我們的目標是在織物中集成電子元件，如傳感器，并在我們移動時產(chǎn)生電力。最有可能的是，從壓電衣服的纖維中采集的電力將被儲存在一個嵌在口袋里的電池中。然后，這塊電池將通過電纜或無線方式連接到一個設(shè)備上。在未來幾年內(nèi)，我們可能會在森林中行走時使用T恤為手機等設(shè)備供電，或者用于監(jiān)測我們的健康狀況。"
