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東華大學(xué)研發(fā)了一款「能源衣」,智能服裝離我們更近了

2019-03-30

隨著人工智能時(shí)代的到來,柔性可穿戴電子產(chǎn)品正成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn),有望在生物醫(yī)學(xué)、健康監(jiān)測器和可穿戴人機(jī)交互系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。智能服裝被認(rèn)為是可穿戴電子產(chǎn)品的終極形態(tài),將能源系統(tǒng)與服裝相結(jié)合,構(gòu)建可“穿”的能源越來越受到研究者們的關(guān)注。

近日,東華大學(xué)材料學(xué)院博士后黃濤在國際著名期刊《納米能源》上發(fā)表題為《基于組織形貌設(shè)計(jì)增強(qiáng)的可水洗摩擦納米發(fā)電織物作為可穿戴能源》的論文,報(bào)道其在可穿戴發(fā)電織物研究領(lǐng)域的最新研究成果,俞昊教授為指導(dǎo)教師。

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該團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)與人們?nèi)粘K┑姆b相結(jié)合,不僅可以滿足可穿戴舒適性,還可以構(gòu)建一系列以人體運(yùn)動(dòng)為能量來源的自驅(qū)動(dòng)傳感器件和能量收集系統(tǒng)。

該發(fā)電織物可收集人走路擺臂時(shí)的機(jī)械能,點(diǎn)亮LED燈。

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擦納米發(fā)電織物的柔性展示

在該研究中,研究者們采用導(dǎo)電纖維為電極,同時(shí)充當(dāng)電正性摩擦材料,通過工業(yè)化的紡織設(shè)備,設(shè)計(jì)了多種組織結(jié)構(gòu)的摩擦納米發(fā)電織物,同時(shí)以膨體聚四氟乙烯(e-PTFE)為電負(fù)性摩擦材料,通過層壓法制備了e-PTFE織物,最終構(gòu)建了可以大規(guī)模連續(xù)化制備,且具有很好的柔性、透氣性、可水洗的獨(dú)立層工作模式的摩擦納米發(fā)電織物。

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織物組織結(jié)構(gòu)對摩擦納米發(fā)電織物輸出性能的影響

通過工業(yè)化的紡織設(shè)備,只需進(jìn)行程序設(shè)定,便可以規(guī)模化制備具有柵狀結(jié)構(gòu)的織物電極。研究表明,此種結(jié)構(gòu)可以明顯提高收集到的電荷量、電流密度和輸出頻率。

此外,這種具有獨(dú)立層模式的柵狀結(jié)構(gòu)非常適用于無接線或物理接觸的移動(dòng)物體收集能量,如人類手臂的擺動(dòng),行走的能量等,也可用于對人體運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測。

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