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从番茄皮中探索用衣物发电的可能,智能织物的时代要来了吗?| 硬科技

未来可能会出现这样的情景:你只需要跑上两步,就能用自己的衣服给手机充电了。

图片来源:unsplash

记者 | 佘晓晨

编辑 |

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如何应对出门忘带充电宝的窘境?在未来,或许你只要穿上衣服,跑上几步,就可以自己“发电”了。

据FastCompany报道,西班牙马拉加大学和意大利理工学院的研究人员设计出了一种T恤衫,可以通过穿着者的身体与周围环境之间的温差产生电能。也就是说,当你在跑步、走路或者进行其他运动的时候,身体散发出的这类热量与温度更低的周围空气之间的热差,可以转化为热能。

生活中利用热能的例子很常见:比如太阳使大气变暖,炉灶加热一壶水使其沸腾。但事实上,还有很多浪费热量和废热的例子:比如机器释放了热量到外部环境中;人类活动也会释放很多热量,而这些热量都是可以当成热能来利用的。

如果两个导体被连接,其中一侧被加热,电子就会移动到温度较低的一侧,从而产生电流。在这个过程中,一些材料可以充当导体。研究人员说,他们研发的这种T恤作用就是获取人体排出的热量,与周围的空气一起作用,然后发电。

但是,最常见的能够将热能转化为电流的材料通常较为稀缺,而且不太环保。此研究项目的研究人员之一、马拉加大学分子生物学和生物化学系成员José Alejandro Heredia通过电子邮件解释说,这些常用的材料昂贵、僵硬,而且有毒——这意味着它们并不那么适用于可穿戴应用领域。

因此,Heredia和其他研究人员想开发一种灵活的、可生物降解的可穿戴材料,希望用低成本的材料替代僵硬的昂贵材料,例如可以广泛获得的碳纳米粒子(比如石墨烯和碳纳米纤维),它们可用作热电发生器。

问题在于,要将这些材料粘附到棉T恤上并不简单。为了解决该问题,研究人员从番茄皮中找到了一种方法——番茄皮能够渗透进棉花,以此为介质,研究人员就可以通过可生物降解的物质让织物带电。

Heredia如此解释选择番茄皮的原因:“某种程度上,它是一种生物基胶。”而且,使用番茄皮还有另一个环保上的好处,“这种表皮是番茄加工业中比较便宜的副产品。从这个意义上来说,我们为这种残留物提供了二次生命。”

图片来源:FastCompany,西班牙马拉加大学提供

最终的解决方案是:研究人员制成了一种由番茄皮和碳纳米颗粒制成的液体溶液,它们可以被喷洒到普通的T恤衫中,把衣服变成“电子纺织品”。Heredia说,他们测试了这些材料抵抗洗涤的能力,显示的结果令人欣喜。同时,他们也在研究一种改进的版本,让这些带电织物完全可水洗并且耐熨烫。

研究人员使用碳导电胶带将这个“带电”的T恤衫连接到外部的电线上来测试它是否能产生电能,结果是T恤衫能够打开LED灯。但目前还没有一种方法可以让织物储存这些电能。

Heredia表示,他们认为这种织物可以用于利基市场,例如在极端情况下(比如太空和军事任务)获得能量。随着更进一步的发展,也可以应用于时尚行业。除此之外,也可以将其他功能直接集成到织物中,例如灯光、传感器和Wi-Fi。在以前的研究中,研究人员就用番茄皮和石墨烯制成了Wi-Fi天线。

目前,研究人员正在研究如何在没有充电器的情况下,让T恤衫给手机充电。他们开玩笑称,最终这个技术可能会让我们像钢铁侠一样,穿上配备传感器、技术设备和飞行能力的衣服。

智能织物作为传统纺织业与制造业、电子技术以及物联网技术融合发展的成果,开始得到越来越多的关注。而技术的发展往往会带来商用的机遇,尽管采用的方式不同,巨头科技公司纷纷开始投入这一领域。

谷歌在很早之前就开始研究相关技术,致力于交互式智能织物的开发。今年10月,服装品牌李维斯(Levi's)发布了采用谷歌Project Jacquard 技术的夹克,这项技术将袖口上的织物转变为手机的触摸感应遥控器。用户可对四种不同的滑动和点击操作进行编程,从而执行十余种不同的操作:播放或暂停音乐、将手机调至静音等。

微软也有新的动作:今年11月,美国专利商标局发布了一项微软新专利,名为“Electronically Functional Yarn”,是一种具有电子功能(导电并传输数据)的纱线。这项专利的原理是:在一般的纱线内混编入具有电子功能的纱线织布,然后再将这种织布做成衣服,使得整件衣服都可以导电并传输数据。

图片来源:见水印

科技在发展,衣食住行中的每一样都在走向未来,而最终的成果往往突破我们的想象。虽然现在我们还买不到“带电T恤”,但或许未来的某一天,智能化的衣服会成为手机一样的日常。

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