新能源网首页 | 放到桌面

太阳能 生物质能 风能 新材料
行业|技术前沿应用|专题生态环保节能减排低碳生活上市公司
资讯企业动态业内资讯产业分析人物访谈政策法规投资融资统计数据本网公告|展会展会日历本网参展展会动态|产业园
专题: 生物质颗粒机 生物质压块机 生物质压块燃料 生物质颗粒燃料 锂离子电池 小型风力发电机 垂直轴风力发电机 LED灯 太阳能热水器 太阳能路灯 逆变器 太阳能电池板
当前所在位置:首页 > 技术 > 科技前沿
科技前沿】 【技术文献】 【专家视点】 【设备选型】 【应用实例】 【解决方案】 【技术参数】 【行业标准

用身体热量驱动“智能服装”

来源:中国科学报   更新时间:2019-06-03 13:08:52    

  目前,许多可穿戴生物传感器、数据发射器以及类似的个人健康监控设备已经非常先进,并且体积越来越小。但是,这些设备仍需要许多能量维持工作,而且电源可能大而笨重。

  来自美国马萨诸塞大学材料化学家Trisha Andrew和她的博士生Linden Allison的一项最新研究表明,他们现已研制出一种新型面料,可以采集人体热量,为活动追踪器等小型可穿戴微电子设备提供动力。相关研究成果发表在《先进材料技术》网络版上。

  Trisha Andrew解释称,从理论上讲,人体热量可以利用人体温度和周围较冷空气之间的差异产生能量,这是一种“热电效应”。具有高导电性和低导热性的材料可以通过这种方式将电荷从温度较高的区域转移至温度较低的区域。

  研究表明,人体在每天8小时工作日中可以获得少量电能,但目前所需的特殊材料要么成本昂贵、有毒,要么效率较低。Trisha Andrew说:“我们研制出一种新方法,将生物相容性、柔韧性和轻重量聚合物膜添加在日常使用的棉布上,使其具有足够高的热电性能,可以产生较高热电压,可以驱动小型设备正常运行。”

  在这项研究中,研究人员利用羊毛和棉花的天然低传热特性,制造一种热电服装,它可以在一种叫做“温差电堆”的电子设备上保持温度梯度。该电子设备甚至可以在长时间连续穿戴的情况下,将热量转化为电能。这是一个非常现实可行的方案,能够确保导电材料在电、机械和热能方面持续稳定。

  Trisha Andrew说:“本质上,我们利用了面料的基本绝缘性能,解决了设备行业长期存在的一个问题。”

  具体而言,他们将一种导电聚合物——持续性P掺杂聚合物(PEDOT-Cl),通过蒸汽打印在一种高等密织和一种中等密织商用棉织物上,制成全织物温差电堆。然后,他们将这种温差电堆集成在一个特殊设计的可穿戴环上,当人们将这个环佩戴在手上时,可以产生大于20毫伏的热电压。

  研究人员在热水中搓揉或者洗涤涂层织物来评估PEDOT-Cl涂层的耐磨性,同时通过扫描电子显微照片评估该涂层的性能。结果表明这种涂层没有裂纹、分层,经过机械洗涤不会磨损涂层,能够确认蒸汽打刷PEDOT-Cl涂层的机械强度。

  随后,他们使用特制的探针测量了涂层表面电导率,发现松散织物比紧密织物表现出更高的电导率。他们强调称,这两种织物的导电性在摩擦搓揉和机械洗涤之后基本保持不变。

  研究人员使用热成像摄像机发现,志愿者的手腕、手掌和上臂散发的热量最大,所以Trisha Andrew和同事制作了一种有弹性的热电织物环,可穿戴在这些身体部位。他们指出,环状装置暴露在空气中的外侧部分通过纱布厚度与体温隔绝,而只有未涂层的一侧与皮肤接触,从而降低对PEDOT-Cl的过敏反应。

  研究人员注意到流汗显著增加了弹性臂环的热压输出,这一点并不奇怪,因为他们发现,湿棉花是被认为比干织物更好的导热体物质。通过在佩戴者的皮肤和腕带之间插入一层热反射塑料层,他们可以随意关闭热量传输。

  “与传统生产设备相比,反应蒸汽涂层工艺在低温下产生具有显著较高温差电势率因子的耐磨织物热电堆,此外,我们还描述了将温差电堆自然集成到服装设计中的最佳实践。”Trisha Andrew说。(刘奕洋)

返回列表 | 加入收藏 | 】
我要存档: 将本文以PDF形式 打开 | 下载
我要分享:
我要收听: 新能源网官方微博 @ @
相关文章  
·受金针菇启发 科学家研发出具有更好 2019/06/21 ·西安交大在纳米铝孪晶变形领域获进展 2019/06/20
·纳米孔过滤薄膜领域取得重要进展 2019/06/20 ·宁波材料所在新型光电/突触薄膜晶体 2019/06/19
·三大种类氟碳涂料介绍 2019/06/17 ·二维有序介孔材料应用于微型超级电容 2019/06/14
·新型仿生隔热材料结构类似北极熊毛发 2019/06/10 ·我研制出世界目前最薄钙钛矿二维材料 2019/06/10
·合肥工业大学等研发可定向形变自愈合 2019/06/06 ·美国科学家研发自我修复材料 其“静脉 2019/06/03
·石墨烯最新“表亲”铅烯问世 有望成为 2019/05/30 ·中国科学家研制出“超级保温材料” 有 2019/05/29
·研究人员开发出可以冷却房屋的木材 2019/05/28 ·离室温更近一步 超导材料创造新超导 2019/05/28
·全新氧化钼二维材料问世 2019/05/28 ·超氢化镧:科学家找到了接近常温的超 2019/05/27
·福建物构所在智能变色半导体研究方面 2019/05/24 ·零下23℃ 超导材料最高临界温度刷新 2019/05/24
·德研究员提出新高熵储能材料 推动锂 2019/05/21 ·新材料助力水土保持治理 2019/05/21
新能源网官方微博  
  相关产品  
- 颗粒状密封填料 - 塑性粒状密封填料
- 玻璃钢电缆防火槽盒 - 隔热节能纳米陶瓷涂
- 卧式旋转亚克力裂解 - 活性碳纤维毡
- 免焊桌面线盒桌面信 - 高强度耐磨防腐TC4
- 磁体组件 - 钛合金棒
- 保定隧道防火涂料 - 无机真空保温板
- 吸镍树脂 - 南泉泵防烫隔热套
- 导热硅胶 - 不锈钢管
- 氟碳面漆 - 不锈钢06CR25NI20/3
- 完全生物降解塑料 - 导电海绵
- 短切碳纤维 - 油田输水专用高压柔
- 盐水缓蚀剂 - 碳棒
- 铜覆钢绞线 - 铜包钢绞线
- ASA合成屋面树脂瓦 - 140kg外墙岩棉保温
- 纳米银织物抗菌剂防 - 标准纳米绝热板
能源通会员广告服务网络推广会员积分帮助中心联系我们关于我们 | 官方微博:
新能源网 版权所有 2010-2019 中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证 浙B2-20100234-7 浙公网安备33010602000811号
业务(新能源网):0571-28068180,28068199,28068187  客服:0571-28068180,28902366  链接推广:0571-28902366  展会合作:0571-28068187
业务QQ:  客服QQ:  推广QQ:
 太阳能光伏:点击这里加入此群  太阳能光热:点击这里加入此群  风能:点击这里加入此群  生物质能:点击这里加入此群  LED新光源:点击这里加入此群
 储能与电池:点击这里加入此群  新能源汽车:点击这里加入此群
杭州创搏网络科技有限公司  总部地址:杭州市文三路477号华星科技大厦六层