新服装材料可实现户外运动充电 可为手机“续航”

想象一下在温暖的阳光下，锻炼身体的同时也能为随身小型电子设备充电，是不是很酷呢?

中美研究人员26日在新一期美国《科学进展》杂志上报告说，他们研制出一种能从环境中同时收集利用太阳能与人体运动机械能的新型智能服装材料，将来有望用来为可穿戴设备甚至智能手机充电。

中国科学院纳米能源与系统所首席科学家、美国佐治亚理工学院王中林教授对新华社记者介绍说，可穿戴电子器件已表现出替代传统电子产品的巨大潜力，但因电池续航时间短，应用受到限制。他们提出的解决方案是把自供电系统直接集成到可穿戴电子系统中。


王中林说，已有一些研究把轻便的光伏电池材料制成纤维状织物，但光伏电池需要在足够的光照下工作，工作状态取决于天气等外界条件。在新研究中，他们结合现有的摩擦纳米发电机，研制出能同时收集并存储人体运动机械能的复合织物系统。

首先，他们把基于高分子材料的染料敏化太阳能电池做成纤维材料，从而把太阳能转化为电能。其次，他们利用超级电容器储存能量，超级电容器也制成纤维状材料。然后，在两种材料的表面镀置电极和摩擦层材料。

王中林说：“人运动时，两根纤维之间就会互相搓动，借助摩擦纳米发电机的原理，就能把人运动产生的能量转化为电能。”

他说，各类器件均采用柔性结构材料，能在不同弯曲角度均展现出较好的输出性能，因此可将上述器件任意组合，编织成不同的形状和样式。

测试中，新研制的自供电编织物制成的短袖T恤能驱动发光二极管、传感器等小型电子设备。王中林说，他们接下来将继续对这种编织物进行改进，以降低生产成本，提高能量转化效率，从而为更大功率的可穿戴电子设备甚至智能手机直接充电。