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可穿戴“发电机”只是在阳光下散步

时间:2024-05-22 12:31:02 科技赋能

2019年9月12日,国际知名能源学术期刊《Nature Energy》(《自然·能源》)发表了化学学院副教授范兴团队的文章重庆大学化学工程学院、美国佐治亚理工学院王忠林教授课题组关于“智能织物”科研成果的论文。

《nature》杂志,对标题为“一种可以收获两种能量的织物”的论文的评论来源:《Nature》杂志网站“这种织物的特别之处在于它可以同时利用光能和人体运动的“机械能”。

范星在接受《重庆日报》采访时说道。

他强调,“智能面料”的研究充分考虑了安全问题。

除了保证织物材料本身的安全性外,目前的研究进程还集中在低电压范围。

可以说对人体无害。

“智能织物”特写图 来源:能源学术期刊《Nature Energy》 范兴进行研究 来源:重庆大学官网 论文显示,这种智能织物使用的原材料是聚酯,成本非常低,质量也很低。

该纤维在纤维表面涂覆金属层和半导体涂层,形成可收集光能的太阳能电池发电模块和可收集运动过程中微弱机械能的发电模块。

后者实际上是机械摩擦纳米发电机。

然后将这些经过加工的纤维与羊毛混合,并使用梭织技术编织在一起,制成这种厚度仅为 0.32 毫米的智能织物。

由于其材质的原因,这种智能面料比普通衣服更薄、更柔软。

“智能织物”结构图 来源:重庆大学官网 飞行梭是指滑槽内安装有小轮子的梭子。

织机溜槽两端安装了弹簧,使梭子能够极快地来回移动,这使得织机的布速变得更快,可以织造比以前更宽的布,从而提高了织造效果效率。

值得一提的是,研究人员还根据不同的电力输出需求,对这种智能织物的太阳能发电模块和机械能发电机模块进行了各种复杂的串联和并联连接,并根据需要将其集成到人体服装的不同部位。

研究表明,在光照充足、条件稳定的情况下,一块长5厘米、宽4厘米、大约女孩手套大小的“智能织物”,可以维持5V左右的电压,基本可以满足便携式电子设备包括电子表、手机等需要不间断工作。

这种智能织物尚未经过长期耐用性测试,但研究人员的亚卷曲测试表明该织物的性能没有下降。

用于发电实验的“智能面料” 图片来源:重庆大学官网 “这种面料除了制作可穿戴设备外,还可以用来制作更大的自供电生活用品,比如窗帘、帐篷,甚至可以与其他产品组合”智能面料并不是一个新名词,我们首先提到的智能面料一般来自于百货商店购买的能够阻挡电磁辐射的服装,并且是由面料制成的。

2018年,美国服装品牌Ralph Lauren在网球公开赛上推出了一款名为“Polo Tech Shirt”的智能运动T恤,可以现场收集运动员的运动数据。

-衬衫 图片来源:Ralph.Lauren 官网 2019 年 7 月 3 日,谷歌公司宣布将与全球最大服装公司之一的 Levi's 联合推出首款智能服装 Levi's。

Levi's 的 Commuter Trucker Jacket(以下简称 Levi's 智能夹克),并将于今年年底进行限量版内部测试。

Levi's 智能夹克 来源:Levi's 官网 这款智能服装来自一项名为“Project Jacquard”的智能织机计划,Google 和 Levi's 力争在 2019 年通过改革现有的织机技术推出一款真正的智能夹克,即放入智能交互功能融入到我们平时穿的牛仔外套中,让智能织机纺出的布料可以成为人与计算机交互的桥梁。

据李维斯官网介绍,要制作李维斯智能夹克,必须将普通纺织原料与导电丝线编织在一起,形成新型电子互动纺织线,然后才能进行正常的编织步骤。

这些特殊的线连接到夹克上的智能标签。

标签相当于信息连接中心和控制中心。

穿着李维斯智能夹克的顾客可以通过衣服直接控制手机,直接在夹克的袖子上播放音乐、显示地图等。

Levi's 感知人体动作的智能夹克 来源:Levi's 官网 Levi 来源:Levi's 官网。

此外,和Apple Watch一样,李维斯智能夹克在手机上也有配套的App。

可以预先预设并编辑与用户控制手势对应的命令。

例如,顾客摩擦衣服表面或点击夹克几次后,夹克的丝线会将信息传输到控制中心的智能标签,并响应相应的控制指令,例如静音手机铃声或播放手机音乐。