'Smart Textile' Verandert Lichaamsbewegingen In Krachtbron

{h1}

Een weefsel dat is ontworpen om draagbare apparaten van stroom te voorzien door zowel zonlicht als lichaamsbewegingen te oogsten, kan volgens een nieuwe studie worden geproduceerd op een standaard industriële weefmachine.

Een weefsel dat is ontworpen om draagbare apparaten van stroom te voorzien door zowel zonlicht als lichaamsbewegingen te oogsten, kan volgens een nieuwe studie worden geproduceerd op een standaard industriële weefmachine.

Wetenschappers in China en de Verenigde Staten hebben laten zien hoe een stuk handschoen van "smart textile" continu een elektronisch horloge kan voeden of een mobiele telefoon kan opladen met omgevingslicht en zachte lichaamsbewegingen.

De stof is gebaseerd op goedkope, lichtgewicht polymeervezels bedekt met metalen en halfgeleiders waarmee het materiaal energie kan oogsten. Deze vezels worden vervolgens samen met wol op wevende commerciële weefapparatuur met een hoge verwerkingssnelheid geweven om een ​​textiel van slechts 0,01 inch (0,32 millimeter) dik te maken. [Top 10 uitvindingen die de wereld veranderden]

"Het is zeer vervormbaar, ademend en aanpasbaar aan menselijke oppervlakkige bochten en biomechanische bewegingen," zei Xing Fan, een van de uitvinders van het weefsel en een universitair hoofddocent chemische technologie aan de universiteit van Chongqing in China. "En dankzij deze aanpak kan het krachtige textiel eenvoudig worden geïntegreerd met andere functionele vezels of elektronische apparaten om een ​​flexibel, zelfaangedreven systeem te vormen."

In een artikel dat op 12 september gepubliceerd werd in het tijdschrift Nature Energy, beschreven de onderzoekers hoe ze een laag-voor-laag proces gebruikten dat vergelijkbaar was met het proces dat werd gebruikt in de halfgeleiderindustrie. Met behulp van deze methode bekleden ze polymeervezels met verschillende materialen om kabelachtige zonnecellen te maken die elektriciteit opwekken uit zonlicht en ook zogenaamde tribo-elektrische nanogeneratoren (TENG).

De TENG's vertrouwen op het triboelektrisch effect, waardoor bepaalde materialen elektrisch geladen raken wanneer ze tegen een ander type materiaal worden gewreven. Wanneer de materialen in contact zijn, stromen elektronen van de een naar de ander, maar wanneer de materialen worden gescheiden, zal de ene die elektronen ontvangt een lading vasthouden, zei de Fan.

Als deze twee materialen vervolgens worden verbonden door een circuit, zal er een kleine stroom vloeien om de ladingen gelijk te maken. Door het proces continu te herhalen, kan een wisselstroom worden geproduceerd om vermogen te genereren, ventilator toegevoegd.

Door de patronen en configuraties van het textiel aan te passen, ontdekten de onderzoekers dat ze de krachtoutput konden afstemmen en aanpassen voor specifieke toepassingen door de TENG's in lijn te brengen met de richting van lichaamsbewegingen, zodat ze zoveel mogelijk energie konden vastleggen, of door verschillende patronen voor omgevingen met veel licht en weinig licht.

"Dit is heel belangrijk, verschillende toepassingen hebben andere vereisten, bijvoorbeeld de spanningsvereisten van een mobiele telefoon verschillen van die van een elektronisch horloge," vertelde Fan aan WordsSideKick.com. "Ook kunnen mensen die tussen gebouwen in Londen lopen minder zonlicht hebben dan degenen die op het strand in Californië lopen." [Galerij: Futuristisch 'Smart Textiles' Merge Fashion met Tech]

Het team moet nog lange termijn duurzaamheidstests uitvoeren, maar na 500 buigcycli was er geen daling in de prestaties, aldus Fan. In de studie werd echter opgemerkt dat de elektrische output van de TENG geleidelijk daalde tot 73,5 procent van de oorspronkelijke prestaties toen de relatieve vochtigheid werd verhoogd van 10 procent tot 90 procent.

Toch kunnen de volledige prestaties van de stof worden hersteld als het apparaat is uitgedroogd, zei Fan. Hij voegde eraan toe dat het inkapselen van het textiel in een inert materiaal met behulp van een gemeenschappelijk warmtebehandelingsproces het probleem zou moeten tegengaan.

Juan Hinestroza, universitair hoofddocent vezelwetenschappen aan de Cornell University in Ithaca, New York, die niet betrokken was bij het onderzoek, zei dat het combineren van twee bronnen van elektrische stroom in een enkel apparaat indrukwekkend was. Maar nog opwindender was het gebruik van traditionele textieltechnieken door de onderzoekers om het apparaat te fabriceren, zei hij.

"Ik geloof dat dit een fantastische proof of concept is dat uiteindelijk kan worden geëscaleerd naar andere vormen van massaproductie voor textieloppervlakten," vertelde hij WordsSideKick.com. "Deze geweldige systeemaanpak van het onderzoeksteam valideert mijn persoonlijke overtuiging dat alles een textiel kan zijn en dat alles uiteindelijk een textielsysteem zal worden - van op glasvezel gebaseerde vliegtuigstructuren en opblaasbare modules van het ruimtestation tot draagbare stroomgeneratoren zoals de beschreven in dit artikel."

Naast draagbare apparaten kan het materiaal worden gebruikt om grotere energieopwekkende structuren te creëren, zoals gordijnen of tenten, aldus de onderzoekers. Het fabricageproces zou het ook mogelijk moeten maken dat de energieopwekkende materialen worden gecombineerd met andere op vezels gebaseerde functionele apparaten, zoals sensoren, toegevoegde ventilator.

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan zich te concentreren op het verbeteren van de efficiëntie, duurzaamheid en energiebeheer van het textiel, terwijl ze de weef- en inkapselingsprocessen optimaliseren om productie op industriële schaal mogelijk te maken, zeiden ze.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Onderzoek


Kakkerlak Cyborgs Krijgen Hun Eigen Krachtbron
Kakkerlak Cyborgs Krijgen Hun Eigen Krachtbron

New Drones Exhibit Has It All: Cool Tech, Games En Science
New Drones Exhibit Has It All: Cool Tech, Games En Science

Science Nieuws


Broden Gemaakt Van Poedervormige Krekels Kunnen Worden Beladen Met Bacteriesporen
Broden Gemaakt Van Poedervormige Krekels Kunnen Worden Beladen Met Bacteriesporen

Hier Is Waarom De Drinkers De Sportschool Zouden Moeten Raken
Hier Is Waarom De Drinkers De Sportschool Zouden Moeten Raken

De Claim Van Discovery Rocks Creationisten Dat Mensen Met Dinosaurussen Hebben Geleefd
De Claim Van Discovery Rocks Creationisten Dat Mensen Met Dinosaurussen Hebben Geleefd

Slechtste Tijd Om Een ​​Hartaanval Te Krijgen: Ochtend
Slechtste Tijd Om Een ​​Hartaanval Te Krijgen: Ochtend

Live Crocs Binnenvallen Nyc In Tentoonstelling In New Museum
Live Crocs Binnenvallen Nyc In Tentoonstelling In New Museum


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com