瑞典科學(xué)家Anja Lund等人就借此機(jī)會開發(fā)了一種全紡織壓電發(fā)電機(jī),它可以在潮濕的條件下正常工作,解決了電子紡織品耐水洗性差的缺點(diǎn),使智能紡織品的使用范圍更廣泛。
首先,該研究團(tuán)隊(duì)采用熔融紡絲的方法制備了一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的雙組分長絲。在β相聚偏氟乙烯(PVDF)的包圍下,其中一個(gè)電極隱藏在纖維芯層,壓電微纖維的芯層內(nèi)電極結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電子紡織品具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。另一個(gè)外電極由通過編織法纏繞在雙組分纖維上的導(dǎo)電紗線組成,內(nèi)外電極之間完全屏蔽,杜絕了在潮濕環(huán)境下出現(xiàn)短路情況。
壓電紗線由24根纖維組成。當(dāng)纖維變得足夠潮濕時(shí),會在液體中變得封閉,這樣改善了纖維之間的電氣接觸,壓電紗線會變得更加高效。
最后,使用機(jī)織的方法將紗線制成紡織帶,該織帶可以被應(yīng)用于一些部位,隨時(shí)將生物動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換為能量使用。它的輸出功率在潮濕環(huán)境下得到提高,具有很好的壓電聚能功能,在低頻4Hz的正弦軸向應(yīng)變?yōu)?.25%時(shí),產(chǎn)生3.5V的輸出電壓。
在實(shí)際應(yīng)用中,一個(gè)2.5cm×20cm的壓電紡織帶被用作筆記本電腦包的肩帶,連續(xù)輸出功率4μW。假設(shè)產(chǎn)生的功率與面積成線性關(guān)系,用壓電紡織品(約1000 cm2)制作整個(gè)肩帶和筆記本電腦包的承重部分,產(chǎn)生的功率將接近0.1mW,足以驅(qū)動(dòng)多個(gè)RFID標(biāo)簽或無線傳感器節(jié)點(diǎn)。
隨著社會的發(fā)展,人們對于新能源以及對可持續(xù)發(fā)展的追求讓我們更加積極地尋找便捷、干凈的新能源,這項(xiàng)研究對此具有重大的意義。試想一下,在你走路的時(shí)候就可以給手機(jī)充電,而且不用擔(dān)心下雨天設(shè)備會被淋濕破壞,日常生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都可以成為搜集能量的渠道,我們還會擔(dān)心能源枯竭問題嗎?