想像一下，用你的衣服為健身檢測記錄器充電，而無需USB充電線?？砂l(fā)電功能性織物的發(fā)明或許預(yù)示著新時代的來臨，我們將看見通過織物為電子設(shè)備提供電力。這些紡織品屬尖端科技，可以從各種不同的動力源獲取能量，包括穿著者的身體熱量(熱能)、太陽光直射(太陽能)、穿著者的運動(動能)，并將這些能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫碾娔堋?/p>

　　美國市場研究咨詢機構(gòu)透明市場研究(Transparency Market Research)公司的一份報告顯示，可收集能量紡織品被認為是蓬勃發(fā)展的全球智能紡織品市場的一個子集。預(yù)計到2023年，其價值將從2014年的700萬美元發(fā)展到77.3億美元。

　　讓人體熱量為你工作

　　近年來，大量可通過各種各樣的方式發(fā)電的新技術(shù)被用于電子紡織品。熱電紡織品通過人體與環(huán)境之間的溫差產(chǎn)生電能。據(jù)《自然》雜志報道，一個科學家團隊應(yīng)用聚(3，4-乙撐二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸鹽(簡稱PEDOT∶PSS)導電聚合物涂覆常規(guī)紡織品，并用細金屬絲連接PEDOT∶PSS涂覆的薄片，開發(fā)了可穿戴熱電發(fā)電機。由此生產(chǎn)的面料還是第一次出現(xiàn)，其具有彈性、透氣性，可用于制作透氣、舒適的服裝。在溫差為75.2 K的條件下，它可產(chǎn)生大約4.3 mV的電壓。

　　在北卡羅琳州立大學(NCSU)，一群來自美國國家科學基金會納米系統(tǒng)工程研究中心的研究者正在研究先進的自供電系統(tǒng)集成傳感器和技術(shù)，他們創(chuàng)造了迄今為止最為先進的迭代熱電紡織品。早期的收集人體熱量的紡織品僅可生產(chǎn)最大為1 μW/cm2電能，而該新技術(shù)可以產(chǎn)生高達20 μW/cm2的電能。通過穿著者體溫與周圍空氣的環(huán)境溫度差產(chǎn)生電能。

　　太陽能的利用

　　其他類型的能量收集服通過暴露在陽光下產(chǎn)生電能。例如《Advanced Materials》雜志介紹了一種固體光伏紡織品。電線狀光電陽極線(光伏電池的負電極)與反電極(輔助電極)被編織在一個織物層中，這2個電極通過低溫濕處理過程，被置于柔韌、輕質(zhì)、價廉的聚合物纖維上。這種新織物從外界的自然太陽輻射中獲得能量， 對2 mF的電容器進行充電，在60 s內(nèi)達到3 V，從而產(chǎn)生足夠的電量，為數(shù)字計算器供電。

　　一動織物就工作

　　一些織物從運動中收集能量。

　　喬治亞理工學院材料科學與工程教授Zhong Lin Wang從事摩擦起電發(fā)電機(TENG)研究許多年。當某些材料間發(fā)生摩擦產(chǎn)生電能即為摩擦起電，與鞋子和地毯接觸會產(chǎn)生靜電一樣。Wang的研究團隊將TENG(收集能量的部位)與超級電容式紗線(存儲所收集的能量的部位)結(jié)合，開發(fā)了自充電紡織品。最近，他們又開發(fā)了一款通過太陽與運動收集能量的新型服裝。Wang說，“這個織物應(yīng)該能夠同時從周圍的陽光和人的生物力學運動中收集能量。當它們被穿戴時，可為便攜式電子設(shè)備供電，以驅(qū)動電子手表和為手機充電。”

　　織物發(fā)電的前景

　　雖然這些電子紡織品具有廣闊的應(yīng)用前景，但目前仍處于早期研發(fā)階段。

　　醫(yī)療保健行業(yè)引領(lǐng)著電子紡織品與功能性紡織品之間的有機融合。將電子元件織入紡織品有助于研究者應(yīng)用新方法監(jiān)控病人的身體、行動。

　　運動服和足球衣市場也通過智能紡織品來實現(xiàn)創(chuàng)新。全人類積極的生活方式，以及對新產(chǎn)品的強烈要求，促進了對智能紡織快速發(fā)展的期望。加拿大OM Signal與服裝品牌Polo Ralph Lauren合作生產(chǎn)了一件男士智能襯衫?？萍季揞^Google公司的Project Jacquard項目與牛仔褲生產(chǎn)商Levi’s一起開發(fā)交互式牛仔褲。

　　隨著自充電紡織品逐漸從研究轉(zhuǎn)向商業(yè)化，研究人員、紡織品制造商、科技公司間的聯(lián)手合作一定能成功地將產(chǎn)品推向市場。自充電紡織品的應(yīng)用潛力無窮。