“这里有一根纱线，你通过对它进行拉伸和扭曲就能发出电来。”

美国德克萨斯大学的纳米科技研究员卡特·海恩斯（Carter Haines）这样解释发电纱线的独特之处。他所在的中、美、韩三国科学家组成的研究团队，由美国德克萨斯大学达拉斯分校和韩国汉阳大学领衔，研发出了这款名为Twistron的纱线。研究结果发表在《科学》杂志上。

Twistron纱线本质上是一种不需要外加电源的电容器，它由很多根碳纳米管组成。每根碳纳米管是直径为人头发丝直径10000分之一的中空圆柱体。为了提高纱线的弹性，研究人员通过提高纱线的捻度使得纱线呈类似弹簧的螺旋结构。

纱线在发电前需要先在电解质溶液中浸泡，使电解质中的离子附着到碳纳米管表面。当一根发电纱线被拧紧或拉伸时，碳纳米管之间的距离变小，离子聚集到一起，密度变大，就会将拧紧或拉伸过程中的机械能转化为电能。

“这是一个很神奇的电化学过程，”论文作者之一、美国德克萨斯大学达拉斯分校的李娜对新华社记者介绍，“我们不需要任何外加电源。只要浸泡一下电解质，再拉伸它，就直接产生电能。”经过测试，一根重量小于家蝇的Twistron纱线，一次拉伸产生的电能可以点亮一个小型发光二极管。而当发电纱线以每秒30次的频率拉伸时，可产生250瓦/千克（纱线重量）的峰值电功率。

实验室测试结果显示，这种发电纱线存在诸多潜在应用场景。

研究人员尝试将这种纱线缝进了衣服。人体正常呼吸时，随着胸腔的起伏，纱线被拉伸并产生电信号。同时研究人员还通过使用固态电解质，使得缝制在衣服内的发电纱线不用浸泡电解质溶液也能发电。

测试发现，通过呼吸拉伸发电纱线产生的电量，已经可以满足包括无线收发器在内的低功率器件的用电需求。此外，有关数据也可以被用作医疗研究。

为了测试Twistron纱线是否能够利用余热发电，李娜还将该纱线与人造肌肉连接在一起，通过加热和冷却造成肌肉收缩，拉伸纱线产生电能。实验结果也证明其确可以将人工肌肉的机械能转化为电能。“借助这种纱线，人们可以利用余热来为物联网提供动力，例如支持传感器阵列的运转。”

而在波浪能实验中，Twistron纱线也展现了相当大的应用潜力。论文作者之一、韩国研究员Kim Shi Hyeong曾在韩国东海岸测试了发电纱线在海水中发电的可行性。

研究人员将一根10厘米长、重1毫克的纱线，连接在一只气球和一块沉在海底的重物之间。气球随着海浪起伏上下移动，进而拉伸纱线，产生电能。研究人员介绍称，该纱线的延伸率最高可达25%。

鲍曼表示基于目前实现的平均输出功率，31毫克的发电纱线就可以在100米半径范围内，提供每10秒钟传输2千字节数据包所需的电能。他也表示，如果大量投入应用， Twistron纱线的成本还需要进一步降低。

李娜也表达了相似的看法：“海浪里含有巨大的机械能，如果能把碳纳米管的生产成本降下来，我们就能利用这种纱线制成巨大的能量收集装置。”

目前，研究团队已为该纱线申请专利，并将进行更多研究。

德克萨斯大学达拉斯分校的网站显示，该研究已获得美国空军和海军下属研究机构、美国宇航局和罗伯特·韦尔奇基金会（Robert A. Welch Foundation）资助。