未来时装如何变得“智能”(2)
用阳光和运动获取能量
智能服装也有麻烦之处,在工作了一整天之后,你要脱下衣服为它充电。要消除这种烦恼,长寿电池是关键。那么,为什么不设计一种能持续利用阳光和运动产生电能的可穿戴设备呢?
科学家已于2016年首次推出了能量收集织物。这种面料主要由聚合物和羊毛纤维制成,重量轻、灵活、透气。据说一片长5厘米、宽4厘米的织物在阳光下就可以给手机充电了。
捕捉阳光的织物是用光伏电线编织而成的。当阳光照射一根电线時,光粒子把电子从原子中撞击出去,于是在一个材料层中留下带正电的空穴,另一个电子导电层得到那些流散的电子。这种电荷的分离产生了一种电压,可以产生电能,从而为设备供电。
织于织物中的OLED线显示文字和图案
, http://www.100md.com
与此同时,这种织物的其他部分则将动能转化为电能。那里含有一种叫作PTFE的聚合物,它贮存电子。当它和铜线织在一起时,由于铜线轻易地放弃电子,这样一来,每当织物被折叠或压缩时,一些铜线的电子就会因摩擦而吸附到PTFE上来。这个过程产生了静电荷,就像冬天梳理头发或者脱下毛衣时发生的情况一样。当织物放松时,带负电荷的PTFE与带正电荷的铜丝又发生分离,这就为电力设备制造出了电压。这种材料可以缝在袖子里,或者鞋底上,这样一来,手臂的摆动和双脚的运动就都能生产能量了。
这种织物的能量还可以存储在衣服上的电容器或者电池中,它们用含有银锌氧化物的墨水直接打印到衣服上;也可以储存在锌离子丝线电池中。
人们设想把这种能量收集材料织进帐篷里,当帐篷沐浴在阳光下或被风吹动时,它就可以为露营者的设备充电了。
让人成为行走的发电机
如果衣服上装有热电发电机,那么身体的热量就可以转化成电能。
, 百拇医药
美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员使用一种纽扣大小的发电机,主要部分是夹在两块陶瓷板之间的半导体棒。当发电机的一边比另一边热,例如,一边靠近你的皮肤,而另一边则暴露在空气中时,半导体棒热端的电子就会扩散到半导体棒的冷端,于是产生了一个微小的电压。将每根棒的正极和负极连接起来,这些电压就会加在一起,就像把电池一节节地放进手电筒里一样。
研究人员将这些热电发电机嵌入T恤中。如果仅仅只是穿着这件衣服,那就不会产生太多的能量,因为皮肤和周围的空气之间的温差是如此之小。但是,如果穿着者站起来,走路或者慢跑,身体温度的提升就会使发电机的一侧加热,而风则会冷却发电机裸露的另一侧。在一项测试中,当佩戴者行走时,发电机每平方厘米可释放6微瓦的能量,而在慢跑过程中则能释放18微瓦。
衣服上装有热电发电机,身体的热量可以转化成电能
不过这样的电能还远远不能成为智能手表或者手机的电源,但一两个厘米大小的热电发电机已能为低功率传感器,例如心脏监测器供电了。研究人员正在努力提高这种发电机的效能以将它们用于更加耗能的电子产品上。如果人们能够做得更好,那么即使你只是在沙发上坐着,它也能为你的设备充电。, 百拇医药(张唯诚)
智能服装也有麻烦之处,在工作了一整天之后,你要脱下衣服为它充电。要消除这种烦恼,长寿电池是关键。那么,为什么不设计一种能持续利用阳光和运动产生电能的可穿戴设备呢?
科学家已于2016年首次推出了能量收集织物。这种面料主要由聚合物和羊毛纤维制成,重量轻、灵活、透气。据说一片长5厘米、宽4厘米的织物在阳光下就可以给手机充电了。
捕捉阳光的织物是用光伏电线编织而成的。当阳光照射一根电线時,光粒子把电子从原子中撞击出去,于是在一个材料层中留下带正电的空穴,另一个电子导电层得到那些流散的电子。这种电荷的分离产生了一种电压,可以产生电能,从而为设备供电。
织于织物中的OLED线显示文字和图案
, http://www.100md.com
与此同时,这种织物的其他部分则将动能转化为电能。那里含有一种叫作PTFE的聚合物,它贮存电子。当它和铜线织在一起时,由于铜线轻易地放弃电子,这样一来,每当织物被折叠或压缩时,一些铜线的电子就会因摩擦而吸附到PTFE上来。这个过程产生了静电荷,就像冬天梳理头发或者脱下毛衣时发生的情况一样。当织物放松时,带负电荷的PTFE与带正电荷的铜丝又发生分离,这就为电力设备制造出了电压。这种材料可以缝在袖子里,或者鞋底上,这样一来,手臂的摆动和双脚的运动就都能生产能量了。
这种织物的能量还可以存储在衣服上的电容器或者电池中,它们用含有银锌氧化物的墨水直接打印到衣服上;也可以储存在锌离子丝线电池中。
人们设想把这种能量收集材料织进帐篷里,当帐篷沐浴在阳光下或被风吹动时,它就可以为露营者的设备充电了。
让人成为行走的发电机
如果衣服上装有热电发电机,那么身体的热量就可以转化成电能。
, 百拇医药
美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员使用一种纽扣大小的发电机,主要部分是夹在两块陶瓷板之间的半导体棒。当发电机的一边比另一边热,例如,一边靠近你的皮肤,而另一边则暴露在空气中时,半导体棒热端的电子就会扩散到半导体棒的冷端,于是产生了一个微小的电压。将每根棒的正极和负极连接起来,这些电压就会加在一起,就像把电池一节节地放进手电筒里一样。
研究人员将这些热电发电机嵌入T恤中。如果仅仅只是穿着这件衣服,那就不会产生太多的能量,因为皮肤和周围的空气之间的温差是如此之小。但是,如果穿着者站起来,走路或者慢跑,身体温度的提升就会使发电机的一侧加热,而风则会冷却发电机裸露的另一侧。在一项测试中,当佩戴者行走时,发电机每平方厘米可释放6微瓦的能量,而在慢跑过程中则能释放18微瓦。
衣服上装有热电发电机,身体的热量可以转化成电能
不过这样的电能还远远不能成为智能手表或者手机的电源,但一两个厘米大小的热电发电机已能为低功率传感器,例如心脏监测器供电了。研究人员正在努力提高这种发电机的效能以将它们用于更加耗能的电子产品上。如果人们能够做得更好,那么即使你只是在沙发上坐着,它也能为你的设备充电。, 百拇医药(张唯诚)