這種布料可通過日常人體動作來收集能量,將布料連接到手臂、腿、手和肘部,以及鞋墊等,也不會影響人體活動。
領導這項研究的南大材料科學與工程學院教授李佩詩說:“我們的能量收集原型布料,可以采集人類振動所産生的能量,因此有可能延長電池的使用壽命,甚至構建自供電系統。據我們所知,這是第一個以混合鈣钛礦爲本,同時具備穩定、有彈力、透氣、防水,並能提供出色電力輸出性能等優點的能源設備。”
這款由南洋理工大學科研團隊研發的能量采集智能布料,可以保持長達五個月的穩定電力輸出,因此有可能用來制成智能紡織品及可穿戴電源,而且這種布料有彈力且防水,洗滌、折疊和弄皺也不會影響性能。
可保持五個月電力輸出
南大博士生蔣楓是科研團隊成員之一。他說:“在PVDF-HFP中嵌入鈣钛礦,可增加原型布料的電力輸出,PVDF-HFP也可以使鈣钛礦更加耐久和柔韌,爲鈣钛礦提供了額外的保護層,增加機械性能和穩定性。使用無鉛鈣钛礦也是更環保的選擇。”
有朝一日,衣服布料也可以爲電子設備充電。穿上這種智能布料制成的衣服,可以將平常身體微小動作所産生的振動轉化爲電能,爲穿戴電子設備充電。
科研團隊利用有彈力的氨綸作爲布料的基層,並將一種含銀和苯乙烯—乙烯/丁烯—苯乙烯共聚物(SEBS)的“墨水”,通過絲網印刷(screen-printing)制成有彈力的電極,再將電極連接到一塊由聚偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)和無鉛鈣钛礦(lead-free perovskites)組成的納米纖維織物上。
科研團隊研發出來的原型布料,在受壓或摩擦時,通過壓電效應(piezoelectricity)或摩擦電效應(triboelectric effect)發電。每平方米的原型布料能産生2.34瓦的電力。科研人員示範用手連續敲擊寬三公分、長四公分的布料,就能産生足以點亮100個LED燈的電能。