一种全纺织压电发电机解决了电子纺织品耐水洗性差的缺点

2018-06-09 10:07:13     来源: 贤集网

智能纺织品相较于普通纺织品而言,具有很多独特的性能,例如,可以智能控温,具有形状记忆功能,还可以进行许多电子信息相关的操作等。但是,由于智能纺织品或多或少会使用与电子相关的元件,因此很多智能纺织品只能干洗,且洗涤次数太多会影响其功能性,这就给智能纺织品的使用带来了很多不便。


瑞典科学家Anja Lund等人就借此机会开发了一种全纺织压电发电机,它可以在潮湿的条件下正常工作,解决了电子纺织品耐水洗性差的缺点,使智能纺织品的使用范围更广泛。

一种全纺织压电发电机

首先,该研究团队采用熔融纺丝的方法制备了一种具有皮芯结构的双组分长丝。在β相聚偏氟乙烯(PVDF)的包围下,其中一个电极隐藏在纤维芯层,压电微纤维的芯层内电极结构导致电子纺织品具有独特的结构。另一个外电极由通过编织法缠绕在双组分纤维上的导电纱线组成,内外电极之间完全屏蔽,杜绝了在潮湿环境下出现短路情况。

一种全纺织压电发电机

压电纱线由24根纤维组成。当纤维变得足够潮湿时,会在液体中变得封闭,这样改善了纤维之间的电气接触,压电纱线会变得更加高效。


最后,使用机织的方法将纱线制成纺织带,该织带可以被应用于一些部位,随时将生物动力学转换为能量使用。它的输出功率在潮湿环境下得到提高,具有很好的压电聚能功能,在低频4Hz的正弦轴向应变为0.25%时,产生3.5V的输出电压。


在实际应用中,一个2.5cm×20cm的压电纺织带被用作笔记本电脑包的肩带,连续输出功率4μW。假设产生的功率与面积成线性关系,用压电纺织品(约1000 cm2)制作整个肩带和笔记本电脑包的承重部分,产生的功率将接近0.1mW,足以驱动多个RFID标签或无线传感器节点。


随着社会的发展,人们对于新能源以及对可持续发展的追求让我们更加积极地寻找便捷、干净的新能源,这项研究对此具有重大的意义。试想一下,在你走路的时候就可以给手机充电,而且不用担心下雨天设备会被淋湿破坏,日常生活的点点滴滴都可以成为搜集能量的渠道,我们还会担心能源枯竭问题吗?

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