智能纺织品正在兴起，一种新膜可大幅升级可穿戴式能量发生器
智能纺织品正在兴起，一种新膜可大幅升级可穿戴式能量发生器。根据最近发表在《纳米能源》杂志 上的一项研究，科学家们创造了一种新型膜——或摩擦电织物——能够从身体运动中产生能量，同时保持现代服装的灵活性和透气性。
到目前为止，该技术只能为 LED 灯和计算器供电，但这代表着迈向可穿戴设备未来的重要一步。
电纺纤维可以“捕获”并帮助保持可穿戴电荷
新织物背后的技术被称为摩擦纳米发电机 (TENG)，其发布的关键进步涉及超越了可穿戴充电设备面临的常见障碍：大量不适、缺乏透气性和僵硬。因此，为了解决这个问题，来自中国和日本的科学家团队利用电纺纤维的独特特性，成功开发了一种新型多层TENG。他们还插入了纳米线和聚苯乙烯电荷存储层，以抵抗功耗。根据发布的消息，这提供了更高的电气性能和更好的耐磨性。摩擦起电效应是身体运动充电的关键，当两种不同的材料在接触后相互远离时就会发生这种情况。
TENG的紧凑性使它们可以用作可穿戴设备，可以利用身体的运动为电子设备供电，作为可穿戴设备，重点放在织物特性（例如材料的舒适性）和纳米发电机的承载能力上。 通常，为纳米发电机选择的摩擦电材料对于人类来说是完全安全的（也称为生物相容性）。电纺纤维在可穿戴应用中具有很大的潜力，因为它们很坚固，重量不大，并且具有有用的电性能。研究人员希望通过电纺纤维来改善这一点，这可以增强材料的静电势和电荷捕获能力。
显示新膜层如何与更传统技术相结合的信息图。资料来源：福井大学
可穿戴技术正在兴起
为了寻找实现这一目标的方法，来自中国南京大学和日本福井的研究人员开发了一种全纤维复合层 TENG (AF-TENG)，可轻松与传统布料结合。通过这项工作，研究团队的目标是为可穿戴能量收集器和智能纺织品提供新的观点，AF-TENG 中存在两层电纺纤维。一种是尼龙，另一种叫做聚偏二氟乙烯（PVDF）。这两层被银纳米线覆盖，通过放置在摩擦电膜和银纳米线之间的电纺聚苯乙烯进一步增强。穿着新的复合膜时，身体的机械运动（来自步行或跑步）会迫使摩擦电层获得电荷。通过这种方式，机械能转化为电能，可用于为电子设备供电。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
对于大多数基于摩擦电的设备，材料会失去电荷，从而降低纳米发电机的性能。但是通过添加聚苯乙烯膜，科学家们赋予了设备收集和“捕获”电荷的能力，因此它保持了其电荷密度。在这项研究中，研究人员使用 AF-TENG 为136个商业级LED（每个 0.06 瓦）供电，以证明纳米发电机的可行性。这个设备在收集我们衣服上的静电方面显示出巨大的潜力。目前， LED这样的低功率设备将最大限度地发挥此类设备的作用。但是这种新膜代表着可穿戴应用的未来迈出了重要的一步，它最终可以为更复杂的东西提供动力。
