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中國(guó)航空?qǐng)?bào)訊：美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校開(kāi)發(fā)了一種稱為“捻線”的新型碳納米管紗線，這種紗線在拉伸或加捻時(shí)會(huì)產(chǎn)生電力?？p在紡織品上的捻線可以感知人類的運(yùn)動(dòng)；安裝在鹽水中的捻線可以從海浪的運(yùn)動(dòng)中收集能量；而這種新型捻線甚至可以為超級(jí)電容器充電。

德克薩斯大學(xué)的研究人員2017年發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究中首次描述了twistrons捻線，它是由碳納米管（CNTs）組成的，碳納米管被扭曲成高強(qiáng)度、輕質(zhì)纖維或紗線，其中可以加入電解質(zhì)。以前版本的捻絲管具有很高的彈性，研究人員通過(guò)引入大量的捻度來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，使紗線線圈像一個(gè)過(guò)度扭曲的橡皮筋。線圈的紗線通過(guò)反復(fù)拉伸和釋放，或者通過(guò)加捻和解開(kāi)來(lái)產(chǎn)生電力。

在這項(xiàng)新研究中，研究小組將三股單獨(dú)的碳納米管纖維纏繞在一起，制成一根紗線，類似于紡織品中使用的傳統(tǒng)紗線的構(gòu)造方式。用于紡織品的復(fù)合紗線通常是由單絲在一個(gè)方向加捻，然后多股在相反的方向纏繞在一起，以制成最終的紗線。這種異手性結(jié)構(gòu)提供了抗解開(kāi)的穩(wěn)定性。但是本研究中性能最高的碳納米管纏繞管是同手性的，他們向同一個(gè)方向纏繞。

在對(duì)CNT紗線的實(shí)驗(yàn)中，研究人員證明了拉伸收集的能量轉(zhuǎn)換效率為17.4%，扭轉(zhuǎn)收集的能量轉(zhuǎn)換效率為22.4%。

研究人員發(fā)現(xiàn)，用三層結(jié)構(gòu)紗線可提供最佳性能。該團(tuán)隊(duì)使用三層扭曲器進(jìn)行了幾次概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在一次演示中，他們通過(guò)在氣球和裝滿鹽水的水族箱底部之間安裝一個(gè)三層旋梁來(lái)模擬海浪發(fā)電。他們還在一個(gè)重達(dá)3.2mg的陣列中布置了多個(gè)層狀扭曲管，并反復(fù)拉伸它們以給超級(jí)電容器充電，超級(jí)電容器有充足的能量為五個(gè)小型發(fā)光二極管，一個(gè)數(shù)字手表和一個(gè)數(shù)字濕度/溫度傳感器供電。該團(tuán)隊(duì)還將CNT紗線縫制成棉織物補(bǔ)丁，然后將其纏繞在人的肘部。當(dāng)人反復(fù)彎曲肘部時(shí)會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，這表明纖維可用于感知和收集人體運(yùn)動(dòng)。

關(guān)鍵詞： 德克薩斯大學(xué)