“簡單來講，你拿一條紗線，拉伸它，就會產生電能。把它們縫進上衣，無需外加電源，人正常呼吸就能產生電信號。”美國德克薩斯大學達拉斯分校納米研究所卡特·海恩斯博士就近日發表在《科學》雜志上的一項中外合作研究成果接受采訪時說。
這種名為Twistron的紗線由許多碳納米管紡成，單根碳納米管直徑比人頭發絲直徑小一萬倍。為了使紗線具有高彈性，研究人員不斷提高捻度，使其形成類似彈簧的結構。
“這些紗線本質上是一種超級電容器，但它無需外加電源來充電。”納米研究所李娜博士告訴科技日報記者。因為碳納米管與電解質的化學電勢不同，當紗線浸入電解質時，一部分電荷便會嵌入其中。紗線被拉伸時，體積減小，使電荷相互靠近，電荷產生的電壓增高，從而獲得電能。
“以每秒30次的頻率拉伸時，紗線可產生250瓦/千克的峰值電功率。一根重量小于蒼蠅的紗線，每次被拉伸時，就可以點亮一個LED。”納米研究所主任、文章通訊作者之一雷·鮑曼博士介紹說，與其他可織布發電纖維相比，單位重量的Twistron紗線產生的電功率可提高百倍以上。
值得一提的是，鹽水也可作為電解質。發電紗線的輸出可隨紗線體積的增大，以及并行工作的紗線數量的增高而等比例放大。“如果降低生產成本，Twistron最終可用于海浪發電。”鮑曼表示。
據悉，目前碳納米管紗線最適合的應用是為傳感器或物聯網通訊供電。“基于我們實現的平均輸出功率，只需31毫克的紗線,便可為物聯網在一個半徑100米的范圍內，每10秒鐘傳輸2千字節數據包。”
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