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新碳纳米管纱线拉伸即可点亮LED

导读: “简单来讲,你拿一条纱线,拉伸它,就会产生电能。把它们缝进上衣,无需外加电源,人正常呼吸就能产生电信号。”卡特·海恩斯博士接受采访时说。

“简单来讲,你拿一条纱线,拉伸它,就会产生电能。把它们缝进上衣,无需外加电源,人正常呼吸就能产生电信号。”美国德克萨斯大学达拉斯分校纳米研究所卡特·海恩斯博士就近日发表在《科学》杂志上的一项中外合作研究成果接受采访时说。

这种名为Twistron的纱线由许多碳纳米管纺成,单根碳纳米管直径比人头发丝直径小一万倍。为了使纱线具有高弹性,研究人员不断提高捻度,使其形成类似弹簧的结构。

“这些纱线本质上是一种超级电容器,但它无需外加电源来充电。”纳米研究所李娜博士告诉科技日报记者。因为碳纳米管与电解质的化学电势不同,当纱线浸入电解质时,一部分电荷便会嵌入其中。纱线被拉伸时,体积减小,使电荷相互靠近,电荷产生的电压增高,从而获得电能。

“以每秒30次的频率拉伸时,纱线可产生250瓦/千克的峰值电功率。一根重量小于苍蝇的纱线,每次被拉伸时,就可以点亮一个LED。”纳米研究所主任、文章通讯作者之一雷·鲍曼博士介绍说,与其他可织布发电纤维相比,单位重量的Twistron纱线产生的电功率可提高百倍以上。

值得一提的是,盐水也可作为电解质。发电纱线的输出可随纱线体积的增大,以及并行工作的纱线数量的增高而等比例放大。“如果降低生产成本,Twistron最终可用于海浪发电。”鲍曼表示。

据悉,目前碳纳米管纱线最适合的应用是为传感器或物联网通讯供电。“基于我们实现的平均输出功率,只需31毫克的纱线,便可为物联网在一个半径100米的范围内,每10秒钟传输2千字节数据包。”文(李忠明)

来源:科技日报

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