能把衣服变成充电站的丝线
想象一下，一件毛衣可以为电子设备供电，让你在跑步时监测你的健康状况或为手机充电。由于缺乏既能稳定导电又适合纺织的材料，这一发展面临挑战。现在，由瑞典查尔姆斯理工大学领导的一个研究小组展示了一种普通的丝线，上面涂有导电塑料材料，这种材料显示出将纺织品变成发电机的良好性能。热电纺织品可将温度差异（例如人体与周围空气之间的温度差异）转换为电势。这项技术可为我们日常生活和社会带来巨大益处。连接到传感器后，纺织品无需电池即可为这些设备供电。这些传感器可用于监测我们的运动或测量我们的心跳。
由于纺织品必须贴身穿戴，因此所用材料必须满足安全性和灵活性的高要求。研究人员测试的丝线具有由导电聚合物制成的涂层。它是一种塑料材料，其化学结构使材料具有导电性，并且非常适合纺织品。
“我们使用的聚合物可弯曲、重量轻，并且易于以液体和固体形式使用。它们也是无毒的，”查尔姆斯理工大学化学与化学工程系博士生、最近发表的一项研究的第一作者 Mariavittoria Craighero 说道。
该研究发表在《先进科学》杂志上。
增强稳定性和导电性
制造导电线的方法与同一研究项目中的先前研究相同。以前，线中含有金属以保持其与空气接触时的稳定性。从那时起，人们已经取得了进展，可以仅使用有机（碳基）聚合物来制造线。在当前的研究中，研究人员开发了一种具有增强电导率和稳定性的新型线。
“我们找到了制作最佳线材的拼图中缺失的一块——一种最近发现的聚合物。它在与空气接触时具有出色的性能稳定性，同时具有非常好的导电能力。通过使用聚合物，我们不需要任何电子产品中常见的稀土金属，”Craighero 说。
为了展示这种新线的实际应用，研究人员制作了两个热电发电机——一个用线缝制的纽扣，以及一块缝有线的纺织品。当他们将热电纺织品放在热表面和冷表面之间时，他们可以观察到测量仪器上的电压如何增加。效果取决于温差和纺织品中导电材料的数量。
例如，较大的一块织物在 30 摄氏度的温差下显示约 6 毫伏。与电压转换器结合使用，理论上它可用于通过 USB 连接器为便携式电子设备充电。研究人员还能够证明该线的性能至少可以保持一年。它也可以机洗。
“经过七次清洗后，该线仍保留了三分之二的导电性能。这是一个非常好的结果，尽管它还需要进行重大改进才能具有商业价值，”Craighero 说。
可以满足这些纺织品所需的功能
目前，热电织物和纽扣无法在实验室环境之外高效生产。必须手工制作和缝制材料，这非常耗时。仅仅将其缝入演示的织物就需要四天的针线活。但研究人员认为，新线具有巨大的潜力，可以开发自动化流程并扩大规模。
“我们现在已经证明，可以生产出满足这些纺织品所需的功能和特性的导电有机材料。这是向前迈出的重要一步。热电纺织品有着绝佳的机会，这项研究可以给社会带来巨大的利益，”查尔姆斯理工大学化学与化学工程系教授、这项研究的研究负责人克里斯蒂安·穆勒 (Christian Müller) 说。
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