穿上就能发电

2013-09-10 03:04
少年科学 2013年8期
关键词:纳米线氧化锌织物

近来,科学家发明了一些新型的织物,我们只要穿上它,就能将身体的热量转换成电能,发出电来,为身边的手机等电器充电。

坐在手机上就可充电

美国科学家研制出了一种新型织物,能将你身体的热量转化为电能,为手机充电。有趣的是,穿上这种织物做成的裤子,只要坐在手机上就能给手机充电。

科学家运用纳米技术,将微小的碳分子变成塑料纤维,并将这些纤维织成一种新型的织物。

这种新型的织物是如何发电的呢?

如果我们用手抓住金属棒的一端,手上的热量会加热电子。随着温度升高,电子寻找温度较低的区域,移动到金属棒的另一端。如此一来,一端拥有额外的电子,两端之间形成电压,也就是热电压。这就是新型织物发电的原理。

这种新型织物可以用来制作腕表的表带,戴上这种手表,不需要更换电池,因为人在清醒时手会不停地运动,这样就能为手表充电。

这种织物还可用来制成冬天穿的夹克内衬,利用体热和户外温差给电子产品充电。目前,科学家已经造出一款可以为电池充电的衬衫。使用这种材料制作的运动服可以安装一系列装置,用于监测运动员的各种运动生理数据。

此外,新型织物也能从声音中获取能量,例如汽车的振动能够让织物发出电来。这样一来,它还能用于回收利用汽车废热,作为座椅内衬辅助给交通工具充电,安装在屋顶板下面帮助减少房屋耗电量等。

身体一动就能发电

华裔科学家王中林研制出一种能产生电能的新型纳米纤维。这种比头发丝还细的纳米线,只要受到拉扯、摩擦或微风吹拂即可自行发电。

借助这种“纤维纳米发电机”,走路、心跳等都能用来发电,机械能可以被巧妙地转化为电能。

据报道,研究人员把凯夫拉合成纤维放入化学溶液中,在纤维丝上镀上氧化锌。镀在纤维丝上的氧化锌会径向生长,“长”出直径仅为头发一千八百分之一的纳米线。

这种长满纳米线的纤维丝就像“女士卷发用的发卷”。将两个“发卷”平行放置,给其中一个镀上金等金属,这些金属可以和氧化锌形成类似二极管的导电效应。然后在马达带动下,两个“发卷”相互错动摩擦,一拉一松。由于氧化锌的“压电效应”,纳米线通过形变产生电能。

穿上“发电衣”可听iPad

这项成果的最大吸引力在于,只要衣服穿上身,无须做任何特别的动作,织物就可自行发电。如果你被风吹、听到声波或者受到震动,你的衣服都会发电,你不必做特殊的运动。简单地说,只要你能动,就能发电。

利用纤维成功进行纳米发电,意味着“发电衣”等柔性、可弯曲的发电体在不远的将来都会成为现实,甚至微风吹动的帐篷也能发电。据估算,将来用这样的纤维制成的织物,每平方米的输出功率可达80毫瓦,足以驱动一部iPad随身听或者为一块手机电池充电。因此,它可以用于远足者或者士兵的野外活动,也可以为生物医学或环境监测中的微型传感器提供电能。

未来,跑步、走路、心跳等都可以转化为电能,这些昔日被白白浪费掉的能量将来都可以被利用起来。另外,纤维纳米发电机的材料都是生物安全材料,整个过程无排放、无污染,堪称最具潜力的“绿色发电”。

“发电鞋”让你散步也能充电

美国研究人员充分利用人体动能,开发一种装置。这种装置类似一层鞋垫,内含数千滴微型液滴,放入鞋内,随着走动发电,功率最大能达到10瓦特,足够给一部普通手机或笔记本电脑充电。

那么如何将电能从鞋中传输至手机?研究人员给鞋子配备无线传输器,连接发电装置,从而实现给手机充电。

这种随时随地能够给手机等电子设备充电的装置,具有广泛的市场前景。例如,现阶段美国一些士兵行军时背着9千克左右的设备,以便给夜视镜、笔记本电脑和全球定位系统装置等电子设备充电。如果配备这一装置,士兵就可以少带几块电池,减少负重。

此外,走路给手机发电这种方式或能鼓励更多人多走动,有益健康。

猜你喜欢
纳米线氧化锌织物
无Sn-Pd活化法制备PANI/Cu导电织物
《纺织品织物折痕回复角的测定》正式发布
竹纤维织物抗菌研究进展
3d过渡金属掺杂对Cd12O12纳米线电子和磁性能的影响
温度对NiAl合金纳米线应力诱发相变的影响
磁性金属Fe纳米线的制备及其性能
氧化锌中氯的脱除工艺
铟掺杂调控氧化锌纳米棒长径比
用高温氧化法制备氧化镍纳米线及氧化机制研究
织物柔软剂的香气发展趋势