EXAMEN

Récemment, une équipe de recherche multinationale de scientifiques internationaux a mis au point le dernier fil high-tech « Twistron », il peut être étiré dans le temps se renverser ou produisent de l'électricité. Par exemple, on peut exploiter l'énergie des fluctuations de mouvement d'onde et de la température, et est convertie en énergie électrique. Ces fils cousus dans le vêtement, peut aussi être une respiration de contrôle auto-alimenté.

mot-clé

La technologie portable flexible,, tissus intelligents, auto-alimenté, IOT

fond

technologie et innovation tissu intelligent autoalimenté a toujours été l'avant-garde de la mise au point de l'auteur.

L'émergence de tissus intelligents, représentant l'électronique, la technologie de fabrication, technologie de capteurs combinés avec la technologie textile traditionnelle de plus près. Contrairement à dispositif portable classique, comme un bracelet de montre intelligente et similaires, les tissus intelligents plus légers, plus souple, plus adapté au corps humain et une utilisation plus large.

En même temps, avant que je ne l'avais aussi discuté des choses traditionnelles et les équipements électroniques, y compris les appareils portables, le matériel intelligents, les téléphones intelligents, montres intelligentes et ainsi de suite, la plupart du temps sur la puissance de la batterie. Cependant, l'approche à piles devront faire face à temps de restrictions est courte, la nécessité d'une charge répétée et d'autres questions, la technologie auto-alimenté est pas de piles, peut recueillir l'énergie de l'environnement extérieur, l'énergie mécanique, l'énergie rayonnante, l'énergie chimique et d'autres formes d'énergie, électronique équipements pour fournir l'électricité.

Cependant, l'intégration de ces deux technologies va produire ce type de technologie innovante?

« Nouveau circuit revêtu de tissu variante: l'avenir fera les vêtements autoalimenté » article introduit Amn Université de chercheurs du Massachusetts Amherst a développé une perméable à l'air, flexible, sans électrode métallique. Lorsque vous portez des vêtements avec ces électrodes, peut produire de l'électricité par le mouvement humain, laissez les vêtements briller.

(Source: Université de Massachusetts Amherst AMN)

« Textiles nouvelle utilisation en tant que produits électroniques l'énergie solaire et éolienne portables » décrits dans l'article par le chercheurs Georgia Institute of Technology ont mis au point un nouveau type de textile, la production d'énergie qui combine deux façons: l'énergie solaire ou l'énergie cinétique en énergie électrique. En plus de l'utilisation de l'énergie solaire, ce qui est également important de concevoir principe: effet triboélectrique, à savoir un mouvement physique par une rotation de la friction, glisse, vibration ou similaire provoquée par l'effet de l'électrification de l'énergie électrique produite.

(Photo: Georgia Institute of Technology)

innovation

Aujourd'hui, je dois introduire une technologie intelligente de tissu inter-intégration et les innovations autoalimentés.

Université du Texas à Dallas (UTD) et les scientifiques en Corée du Sud Hanyang University a mené une équipe de recherche internationale a développé le dernier fil high-tech « Twistron », il peut être étiré dans le temps se renverser ou produisent de l'électricité.

Les participants à l'étude comprennent également la Chine, la Corée du Sud, l'université américaine de Virginia Tech, États-Unis Wright - Patterson chercheurs Base aérienne. De plus, l'école de UTD de génie et d'informatique et Erik Jonsson Centre pour les chercheurs en nanotechnologie Lintec des États-Unis a également participé à l'étude. Les chercheurs ont demandé un brevet pour la technologie.

Publié dans la revue « Science » 25 Août décrit spécifiquement ce fil de génération et les applications potentielles, comme les vagues d'énergie de l'océan de capture de mouvement et les fluctuations de température, et convertie en énergie électrique. Ces fils cousus dans le vêtement, peut aussi être une respiration de contrôle auto-alimenté.

Co-auteur principal du document, recherche professeur agrégé Dr Alan G. MacDiarmid Institut de nanotechnologie UTD Carter Haines a déclaré:

« Le plus un langage simple pour décrire Twistron est, vous prenez un fil, l'étirer, il produira de l'électricité. »

(Source: UTD)

technologie

• composition

De tels fils composés de nanotubes de carbone. Inférieur au diamètre d'un cheveu humain 1/10000 du diamètre de ces nanotubes de carbone en forme de cylindre creux. De nombreux chercheurs ont d'abord filé nanotube torsadée haute résistance, le fil de poids léger. Pour fil faire avec une grande flexibilité, ils continuent à améliorer la torsion du fil, un énorme boucles de fil de torsion, comme une bande de caoutchouc sur torsadé.

(Source: UTD)

• générer de l'électricité

Pour la production d'énergie, le fil doit être imprégné ou revêtu avec le matériau conducteur d'ions est un électrolyte. En bref, ces matériaux peuvent être d'une saumure ordinaire.

Co-auteurs, les premiers chercheurs UTD Institut de nanotechnologie Li (translittération), a déclaré le Dr:

« Il est un condensateur super sur la nature de ces fils. Pour condensateur ordinaire, vous devez généralement d'utiliser l'énergie comme l'énergie de la batterie est appliquée pour introduire la charge. Cependant, dans notre cas, nous, comme un nanotube de carbone est immergé fil électrolytique lorsque le liquide, le fil peut être chargé par la solution électrolytique lui-même. pas d'alimentation externe ou de la tension de polarisation appliquée est obtenue ".

ledit Haines, Lorsqu'un fil est utilisé pour l'énergie de récolte est serré ou étiré, pour réduire le volume du fil de nanotubes de carbone, de sorte que la charge sur le fil de plus près les uns des autres de façon à augmenter son énergie. Cela augmente la tension générée par la charge stockée dans le fil, il est possible d'obtenir une puissance.

Directeur de l'Institut UTD NanoTech, Dr. Ray Baughman, l'un correspondant auteur du papier, ledit quand sertissage Twistron tension du fil à la fréquence de 30 fois par seconde, peut générer 250 watts par kilogramme (poids du fil) de puissance de crête. Il dit:

« Même si beaucoup d'autres types de technologies de récupération d'énergie a été des décennies de recherche dans plusieurs cycles par seconde dans la gamme de fréquences d'étirement de 600 cycles par seconde, pas encore signalé d'autres techniques d'acquisition d'énergie peuvent produire une telle sortie de puissance élevée de sortie ou énergie par période unitaire ".

valeur

• LED

Les chercheurs ont constaté que, dans le laboratoire, un poids de fil de nanotubes de carbone est inférieure à la mouche domestique, chaque fois qu'il est tendu, il peut allumer une petite LED.

• L'utilisation de la chaleur ambiante

Pour démontrer Twistron la chaleur perdue peut être absorbée à partir de l'environnement, le Dr Lee Twistron fils à un muscle artificiel de polymère est reliée à la contraction du muscle artificiel et de l'allongement lorsqu'il est chauffé et refroidi. Twistron mécanique polymère puissance musculaire artificiel fil produit l'énergie en énergie électrique. Le Dr Lee a déclaré:

« Les gens utilisent des choses comme l'énergie des déchets, tel qu'un réseau distribué de capteurs fournir une puissance un grand intérêt. Pour ces applications, le remplacement fréquent de la batterie est peu pratique, et la technologie de Twistron peut résoudre ce problème. "

• capteur de respiration auto-alimenté

Les chercheurs ont également fil Twistron cousu dans sa veste. processus de respiration normale, le fil est étiré et génère un signal électrique indiquant qu'il a un potentiel en tant que capteur de respiration auto-alimenté. Baughman a déclaré:

« E-textiles ont des perspectives commerciales importantes, mais comment est-il alimenté? A partir de la campagne de récolte d'énergie du corps est une stratégie pour remplacer la batterie. Par rapport au poids de l'unité Twistron rapporté dans la littérature et d'autres tissage de fibres production d'énergie le fil lors de l'étirage, ils peuvent produire plus de cent fois supérieure à la puissance ".

• L'énergie des vagues

Robert A. Welch professeur émérite de chimie Institut des mathématiques et des sciences naturelles Baughman dit:

« Notre fil de génération peut être utilisée comme eau de sel d'électrolyte, mais nous voulons montrer qu'ils peuvent travailler dans une composition chimique plus complexe de l'eau de mer. »

Dans la vérification d'une démonstration de concept, le Dr postdoctoral co-premier auteur de l'article, UTD Nano Institute of Technology Shi Hyeong Kim dans les eaux froides de la côte Dongguk, le test mer Twistron la faisabilité de la production d'électricité. Il sera 10 cm de long et pèse seulement 1 milligramme (environ le poids d'un moustique) fils, même dans un ballon et une position sur le fond marin entre la platine.

Chaque fois que les vagues arrivent, le ballon se lèvera, le fil a été étiré jusqu'à 25% d'allongement, pour ainsi produire une énergie électrique mesurable.

Bien que les chercheurs de l'étude actuelle, seule une très petite quantité de fil, mais ils ont prouvé que la sortie de la production d'énergie peut être augmentée avec le fil du fil et le volume de fil augmentation du nombre de fonctionner en parallèle et amplifier proportionnellement . Baughman a déclaré:

« Si nous pouvons réduire ce coût d'acquisition d'énergie de la production de fil, ils finiront par obtenir de l'énergie des vagues énormes. Cependant, la génération actuelle de ces fils direction d'application le plus approprié devrait être de capteurs d'alimentation et de communication du capteur. Sur la base de notre implémentation actuelle puissance de sortie moyenne de seulement 31 mg des choses de fil de nanotubes de carbone qui peuvent être fournis dans un rayon allant jusqu'à 100 mètres, le nécessaire 10 secondes par kilo-octet de puissance de transmission de paquets de données 2 . "

Documents de référence

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