新加坡南洋理工大學 (NTU Singapore) 的科學家們開發了一種可拉伸且防水的“織物”，可將身體運動産生的能量轉化爲電能。
織物中的一個關鍵成分是一種聚合物，當受壓或擠壓時，它會將機械應力轉化爲電能。它還以可拉伸氨綸作爲基層制成，並與類似橡膠的材料相結合，以保持其堅固、柔韌和防水。
在科學雜志《先進材料》 （“用于混合摩擦電和壓電能量收集的可拉伸、透氣和穩定的無鉛鈣钛礦/聚合物納米纖維複合材料”）上報告的概念驗證實驗中，南大新加坡團隊表明，利用3cm x 4cm 的新織物産生的電能足以點亮 100 個 LED。
織物中的一個關鍵成分是一種聚合物，當受壓或擠壓時，它會將機械應力轉化爲電能。它還以可拉伸氨綸作爲基層制成，並與類似橡膠的材料相結合，以保持其堅固、柔韌和防水。左側是集成到右側原型織物中的絲網印刷電極。
洗滌、折疊和弄皺織物不會導致任何性能下降，並且可以保持長達五個月的穩定電力輸出，展示了其作爲智能紡織品和可穿戴電源的潛力。
領導這項研究的材料科學家和南大副教務長（研究生教育）Lee Pooi See 教授說：“已經有很多嘗試開發可以從運動中獲取能量的面料或服裝，但一個巨大的挑戰是開發一些能夠洗滌後不會降低功能，同時保持出色的電力輸出。在我們的研究中，我們證明了我們的原型在洗滌和揉皺後仍能正常工作。我們認爲它可以被編織成 T 恤或整合到鞋底中，以從身體最小的動作中收集能量，將電力輸送到移動設備。”
能量收集替代能源
TU團隊開發的發電織物是一種能量收集裝置，可將日常生活中最小的身體運動産生的振動轉化爲電能。
原型織物以兩種方式發電：當它被擠壓或擠壓時（壓電效應），以及當它與皮膚或橡膠手套等其他材料接觸或摩擦時（摩擦電效應）。
爲了制造原型，科學家們首先通過絲網印刷一種由銀和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯 (SEBS) 組成的“墨水”制成了一種可拉伸電極，SEBS 是一種在牙膠和車把把手中發現的類似橡膠的材料，以使其更具可拉伸性並且防水。
然後將此可拉伸電極連接到一塊由兩種主要成分組成的納米纖維織物上：聚（偏二氟乙烯）-共聚六氟丙烯 (PVDF-HPF)，一種在壓縮、彎曲或拉伸時産生電荷的聚合物; 和無鉛鈣钛礦，這是太陽能電池和 LED 領域很有前途的材料。
研究團隊成員的南大博士生姜峰解釋說：“在 PVDF-HPF 中嵌入鈣钛礦可增加原型的電輸出。在我們的研究中，我們選擇了無鉛鈣钛礦作爲更環保的選擇。雖然鈣钛礦本質上很脆，但將它們整合到 PVDF-HPF 中可以使鈣钛礦具有出色的機械耐久性和柔韌性。PVDF-HPF 還爲鈣钛礦提供了額外的保護層，增加了其機械性能和穩定性。”
結果是一種原型織物，每平方米産生 2.34 瓦的電力——足以爲 LED 和商用電容器等小型電子設備供電。
概念證明
爲了演示他們的原型織物如何工作，南洋理工大學的科學家們展示了如何用手連續敲擊 3 厘米 x 4 厘米的織物片可以點亮 100 個 LED，或爲各種電容器充電，這些電容器是儲存電能的設備，可以在設備中找到像手機一樣。
該織物表現出良好的耐用性和穩定性——其電氣性能在洗滌、折疊和起皺後不會惡化。它還繼續産生長達五個月的持續穩定的電力輸出。
科學家們表明，他們的織物可以通過將其連接到手臂、腿、手和肘部以及鞋墊上來利用一系列人類運動的能量，並且這樣做不會影響運動。
李教授說：“盡管提高了電池容量並降低了電力需求，但可穿戴設備的電源仍需要經常更換電池。我們的結果表明，我們的能量收集原型織物可以利用人類的振動能量來潛在地延長電池的使用壽命，甚至構建自供電系統。據我們所知，這是第一個基于混合鈣钛礦的能源設備，它穩定、可拉伸、透氣、防水，同時能夠提供出色的電力輸出性能。”
這種基于織物的能量收集原型建立在 NTU 團隊的工作之上，該團隊著眼于如何收集環境中産生的能量。例如，該團隊最近開發了一種可以安裝在屋頂或牆壁上的薄膜，以利用風或雨滴落在薄膜上産生的能量。
該團隊現在正在研究如何調整相同的織物以獲取不同形式的能量。