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东华大学又双叒叕研发了一款“能源衣”,智能服装离我们更近了

来源:纺织导报 发布时间:2019年03月29日

随着人工智能时代的到来,柔性可穿戴电子产品正成为当前研究的焦点,有望在生物医学、健康监测器和可穿戴人机交互系统等众多领域得到应用。智能服装被认为是可穿戴电子产品的终极形态,将能源系统与服装相结合,构建可“穿”的能源越来越受到研究者们的关注。

近日,东华大学材料学院博士后黄涛在国际著名期刊《纳米能源》上发表题为《基于组织形貌设计增强的可水洗摩擦纳米发电织物作为可穿戴能源》的论文,报道其在可穿戴发电织物研究领域的最新研究成果。俞昊教授为指导教师。

该团队所研发的摩擦纳米发电机(TENG)与人们日常所穿的服装相结合,不仅可以满足可穿戴舒适性,还可以构建一系列以人体运动为能量来源的自驱动传感器件和能量收集系统。

该发电织物可收集人走路摆臂时的机械能,点亮LED灯。



擦纳米发电织物的柔性展示


在该研究中,研究者们采用导电纤维为电极,同时充当电正性摩擦材料,通过工业化的纺织设备,设计了多种组织结构的摩擦纳米发电织物,同时以膨体聚四氟乙烯(e-PTFE)为电负性摩擦材料,通过层压法制备了e-PTFE织物,最终构建了可以大规模连续化制备,且具有很好的柔性、透气性、可水洗的独立层工作模式的摩擦纳米发电织物。



织物组织结构对摩擦纳米发电织物输出性能的影响


通过工业化的纺织设备,只需进行程序设定,便可以规模化制备具有栅状结构的织物电极。研究表明,此种结构可以明显提高收集到的电荷量、电流密度和输出频率。此外,这种具有独立层模式的栅状结构非常适用于无接线或物理接触的移动物体收集能量,如人类手臂的摆动,行走的能量等,也可用于对人体运动的监测。



摩擦纳米发电织物的应用演示



发电织物用作自驱动传感器,通过电压信号触发计数器,记录摆臂次数


该论文的原题目为:

Fabric texture design for boosting the performance of a knitted washable textile triboelectric nanogenerator as wearable power,论文链接为:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519300473



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