研究人員的這項(xiàng)新的紗線可以通過(guò)拉伸運(yùn)動(dòng)發(fā)電，根據(jù)試驗(yàn)，僅使用家蠅重量的紗線就可以點(diǎn)亮一盞小型 LED 燈。

據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的研究人員開發(fā)了一種新型的紗線，它可以把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電量。該產(chǎn)品技術(shù)一旦成熟，有望運(yùn)用在未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和智能服飾之中。研究人員的這項(xiàng)新的紗線可以通過(guò)拉伸運(yùn)動(dòng)發(fā)電，根據(jù)試驗(yàn)，僅使用家蠅重量的紗線就可以點(diǎn)亮一盞小型 LED 燈。

該紗線是由一種碳納米管制成的，比頭發(fā)絲細(xì) 10000 倍數(shù)。由眾多紗線組成“螺旋管”狀的彈性繩，在伸縮的過(guò)程中，彈力就可以產(chǎn)生電量。研究人員表示，當(dāng)材料被縫入 T 恤時(shí)，通過(guò)使用者每次呼吸引起的胸部膨脹的拉伸力，可以讓材料直接給智能衣物上的呼氣傳感器供電。

值得一提的是，在此之前，國(guó)內(nèi)的東南大學(xué)早在7月就已發(fā)現(xiàn)新型發(fā)電材料。

據(jù)了解，東南大學(xué)熊仁根教授團(tuán)隊(duì)、游雨蒙教授課題組與合作者在分子鐵電、壓電材料領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》(Science)上，受到全球?qū)W界關(guān)注。\

壓電性指的是材料在受擠壓或拉伸時(shí)可以產(chǎn)生電，或在材料兩端施加電壓后材料伸長(zhǎng)或縮短的特性。而具有壓電性的材料也就被稱作為壓電材料，這類材料不但可以像馬達(dá)那樣，直接將電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)力，還可以用電產(chǎn)生聲波、超聲波，例如醫(yī)用B超探頭上就使用了壓電材料。不僅如此，借助其可以將壓力轉(zhuǎn)為電信號(hào)的能力，壓電材料也被用作超聲傳感、加速度傳感器等，現(xiàn)在智能手機(jī)上的“搖一搖”等功能的實(shí)現(xiàn)正是借助壓電加速度傳感器。 “上到衛(wèi)星火箭、下到漁船潛水艇，從軍用導(dǎo)彈到醫(yī)用B超，可以說(shuō)壓電材料的使用已經(jīng)深入到社會(huì)的每一個(gè)層面中。”

“這些需求對(duì)傳統(tǒng)壓電材料來(lái)說(shuō)，就會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。”熊仁根教授告訴記者，比如壓電陶瓷制作中需要上千度的高溫，在這種溫度下，大多數(shù)精密的電子器件與具有柔性的薄膜都無(wú)法耐受這種溫度；同時(shí)，陶瓷的高硬度在遇到對(duì)柔韌性的需求時(shí)反而成為缺點(diǎn)；另外不得不提到傳統(tǒng)壓電陶瓷中通常含有潛在的有毒金屬，不利于環(huán)境保護(hù)并對(duì)生物體有可能產(chǎn)生毒性。

這就不得不提到，除了傳統(tǒng)的陶瓷材料，還存在另一大類由分子組成的“分子材料”，這類特殊的材料由于其結(jié)構(gòu)靈活多變、性質(zhì)設(shè)計(jì)調(diào)控空間大、制作成本低、容易制成薄膜、柔韌性好、可降解、無(wú)毒害等優(yōu)點(diǎn)一直以來(lái)都是材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

“為了補(bǔ)充傳統(tǒng)壓電陶瓷在應(yīng)用中存在的問(wèn)題，研究者們近百年來(lái)一直在努力提升分子材料的壓電性能，希望能用分子材料來(lái)補(bǔ)足壓電陶瓷的短板，但收效甚微。 ”熊仁根教授介紹，因此他的科研團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)的合成思路，另辟蹊徑，創(chuàng)新性的從提升鐵電極軸數(shù)量入手、利用相變前后對(duì)稱性的巨大變化，發(fā)現(xiàn)了一類具有優(yōu)異壓電性能的分子鐵電材料。

據(jù)了解，這種新型分子鐵電材料不但秉承了分子材料的種種優(yōu)勢(shì)，同時(shí)首次在壓電性能上達(dá)到了傳統(tǒng)壓電陶瓷的水平。雖然研究還僅存在于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，但隨著新型分子鐵電體的開發(fā)和進(jìn)步，制作出具有實(shí)用性的柔性薄膜壓電元件不再是一件難以企及的夢(mèng)想。