利用“飞梭织布”原理的智能织物——重庆大学范兴博士

2017-06-09

重庆大学化学化工学院范兴教授及团队成员运用中国古老的“飞梭织布”技术，研发了“智能织物”，这种布料不仅可以采集太阳光能，还可将人体运动、微风吹拂等导致的机械摩擦转化成电能，从而驱动电子表、手环等随身电子设备不间断地工作，或者为手机充电。2016年9月，这项科研成果以论文形式发表于英国《自然·能源》杂志，并入选英国《自然》杂志的一周研究亮点。

这种智能织物，是将新型高分子纤维基太阳能电池与纤维纳米发电机共同编织，形成了一种单层、轻质、透气、廉价的新型智能复合织物。这种布料不仅可以采集太阳光能，还可将人体运动、微风吹拂等导致的机械摩擦转化成电能。在实验室恒定的机械运动和太阳光照的环境下，一块长5厘米、宽4厘米的织物，能够稳定输出5伏特电压的电流。这样的电压与平时所用的USB接口电压相同，能够为手机正常充电。这种织物经过500次的卷曲，织物的性能并没有下降。同时研究指出，当织物的相对湿度从10%提升到90%时，纤维摩擦纳米发电机的电力输出性能缓慢下降到原来的73.5%。当织物干透后，性能又可以完全恢复。

这项研究成果是典型的跨学科成果，涉及到化工、新材料、纺织、物理学、空气力学、自动化、生物学等领域，此项研究成果是未来可穿戴能源的一个新发明。随着研究的继续深入，未来可制成大型的自供电智能织物用品，将传感、通讯、电源等不同功能单元与衣服、穿戴、服饰等融合，在可穿戴电子、人体健康、能源、军事等广阔领域产生出系列新应用。

专家简介

范兴，博士，重庆大学教授。2009年7月于北京大学获理学博士学位。2013年入选新世纪优秀人才支持计划。现主要从事光伏新能源以及化工催化方面的研究。曾负责国家自然基金项目青年及面上项目、国家973计划项目子课题、重庆市121科技支撑示范项目子课题以及高校基本科研业务费重大项目等。研究论文曾先后多次被美国化学会主页（ACS“Noteworthy Chemistry”专栏）以及国际学术期刊Nature、Nature Materials等以研究亮点等形式专文评述。并入选2016年雅虎评选的“The 9 most impressive social good innovations from October”。多项研究成果在企业得到产业化应用推广，曾获2014年重庆市科技进步一等奖。