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美发明可利用身体运动发电的“智能布”
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据2月13日出版的英国《自然》杂志报道，美国乔治亚理工学院材料科学与工程系纳米技术专家王中林（音译）教授领导的研究小组，最近发明了一种可以利用运动产生电力的新型纤维，这种像刷子一样的纤维可以用来设计、织造“智能布”———即可以利用穿衣者的身体运动产生电力，用来保证一部手机或者一台小型MP3音乐播放器持续正常使用而不断电。 王中林介绍说，这些微纤维如同“纳米发电机”，只要遇上一阵微风，或者穿着它的人走上几步，就能够形成源源不断的电流，这也是将人体机械能转化为电能加以应用最简单也最经济的方式。 研究人员在纤维上先涂一层聚合体膜，然后再加涂一层氧化锌，在温暖的反应液中浸泡12小时后，氧化锌会自行将纤维包裹起来，形成比人体发丝还要细1000倍的氧化锌纳米线。为防止氧化锌剥落，纳米纤维的外层还要再覆盖上一层聚合体膜。最后，研究人员将这些纤维两根一组，排成毛刷状的结构，并把其中一根纤维涂上超薄金层作为电极。当人穿上这种纤维织成的衣物，在身体运动过程中产生压折，两根纤维碰到一起，通过摩擦就可将机械能转换为电能。为了测试这些纤维的耐久性和发电能力，最长的时候要让它们相互摩擦30分钟，实验表明，一个由两根1厘米长的纤维组成的纳米发电机可以产生4纳安的电流和4毫伏的电压输出。 目前，研究人员已经开发出一小块这种纤维材料制作的织物原型。经试验估算，每平方米衣料可产生80毫瓦电流，足以驱动iPod播放器或者为手机电池充电，这种纤维不仅可以做成T恤和夹克，也可以做成窗帘和帐篷，织成衣物后可供徒步旅行者或者战场上的士兵穿戴，生物医学领域或者环境监测使用的微型传感器也可依靠它来供电。 不过，这种材料最大的缺陷在于氧化锌对潮湿很敏感，在潮湿环境中会劣化，研究人员正在尝试为这种织物纤维添加“保护膜”，以保证经过清洗之后衣物的发电性能不受影响。 |
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