用衣服就能给手机充电

来源:靓丽范 1.39W

所依靠的是纤维太阳能电池。

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一个由世界各国工程师、物理学家和化学家组成的团队制出了光导纤维太阳能电池。这些光导纤维的直径比人的头发丝还要细,而且柔软可弯曲,同时也具备太阳能电池的发电能力。

美国军方已经对这款奇妙的产品产生了兴趣,准备将其作为军用服装的混织纤维。这样一来,未来的美国大兵很可能就是穿着一身电池上战场了。

可弯曲的光纤太阳能电池。

从本质上说,这款现代感十足的太阳能电池其实就是玻璃质光纤,科学家们使用高压化学气相沉积技术,将n、i、p型非晶硅植入光纤,给这根光纤赋予了太阳能电池的功能。

从功能上说,植入了非晶硅的光纤和普通太阳能电池并无不同,都是通过光生伏打效应产生电能。不同之处在于,人们在制造传统太阳能电池时将非晶硅附在平面玻璃基板之上,制成产品自然与玻璃一样坚硬;而光导纤维太阳能电池在植入硅时突破了平面的限制,也因为材料的不同获得了柔软的特性。

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该科研团队带头研究人员,来自宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)的约翰贝丁(John Badding)对外表示,他们已经制成了数米长的光纤太阳能电池,并且他们的新技术能够制备十米以上长度的光纤太阳能电池。如果光纤太阳能电池的长度能达到这个量级的话,剩下的'问题就是将其织入织物之中了。

贝丁表示,美国军方对于在军用衣物中使用该材料、给士兵配备可穿戴式电源很感兴趣,但遗憾的是我们还没能看到混织光纤太阳能电池的织物。虽然从图中我们可以确定这种材料的可塑性,不过谁也不能保证它是否能够承受每日穿戴的磨损,能不能够做到高效耐用。

光纤太阳能电池中的三层非晶硅。

当然光纤太阳能电池的应用空间是广大的,如果我们的帽子或是T恤由这种材料制成,用衣服给手机充电就不再是无稽之谈。如今生物仿生移植技术正在兴起,这些生物医学设备也都面临着难以供能的问题,而光纤太阳能电池打造的可穿戴电源就提供了理想的解决方案。

这些光纤太阳能电池还有很多值得我们探讨的迷人功能。正因为它突破了平面的硅附着方式,所以这种太阳能电池没有正反面之分,任何角度的光照都能产生电能,也不会随着光照角度的变化而衰减效率。

此外,科研小组的另一位成员皮尔萨奇奥(Pier Sazio)透露,他们还使用相同的办法成功将光电探测器植入光纤之中,这意味着什么呢?没有人知道。但如果我们大胆想想的话,你会看到一台可穿戴的计算机设备,完全无需外界供能,而且,网速还很快。

用衣服就能给手机充电2

如果能用身上穿的衣物给手机充电,那该多好。但现在的方法无法就是在外套的背部放置太阳能电池板等“伪高科技”。在鞋子中放置动能回收设备来回收能量似乎是个不错的想法,不过现在又有了新型的面料,它能挖掘出了我们人类通常不会喜欢的一种新的能量来源——静电。

这种新型面料是由韩国成均馆大学(Sungkyunkwan University)的材料科学家Sang-Woo Kim所领导的团队开发制造的,这种材料由两层面料制成,其中一层是镀银的纤维,另一层则是涂有氧化锌纳米的'聚二甲基硅氧烷材料。当产生移动时,各层材料会揉在一起,这可以通过每天自然的日常活动来触发。

移动将会产生摩擦电效应,这也就是上小学的时候,我们用气球在头发上或用丝绸在玻璃棒上摩擦而产生的静电。当这两种材料相互摩擦时,电子会在两者的表面上进行转移,从而造成了一边带有正电荷,而另一边带有负电荷的现象。

用衣服就能给手机充电 第2张
  

当两种材料互相分离,就会产生一小股电流,这就像是你在冬天里用手触碰到金属门把手时可能会感受到的电流刺激。

由于并不是每一对材料都能产生这样的效应,以及不同材料在用户行走过程中产生的效果也各有不同,所以对于Sang-Woo Kim教授和他的团队而言,工作的一部分就是寻找到能产生最佳水平静电的最佳配对材料——这种材料就是银和纳米涂层的聚二甲基硅氧烷。100纳米的氧化锌纳米棒增大了接触面积,从而能产生更大的摩擦,因此,产生了更大的输出功率。

根据团队的研究结果,一个四平方厘米的银和纳米涂层的聚二甲基硅氧烷的面料能够分别产生120V的输出电压及65微安的输出电流,而非纳米涂层的聚二甲基硅氧烷只能产生30V的电压和20微安的电流。

当有4层材料堆叠在一起的时候,其能够产生170V的输出电压和120微安的输出电流,而且能够达到12000次的循环次数。

显然,以现有的发电水平,它仍然具有一定的局限性。以当前状态还不足以能直接为智能手机充电,要想为智能手机充电可能需要配合一个可以充电的电池组,用户在平常运动过程中不断的为电池充电,以便在紧急情况下使用。

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