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南开大学参与新材料和可穿戴传感器研发制造-英亚体育app

发布时间:2022-09-21 01:05人气:
本文摘要:日前,《科学》杂志刊文讲解了一种取名为“Twistron”的神秘“纱线”,只要剪切或挽回就能构建自发电。

日前,《科学》杂志刊文讲解了一种取名为“Twistron”的神秘“纱线”,只要剪切或挽回就能构建自发电。这一新材料未来将会在物联网传感器、可穿着医疗设备、海水发电等领域广泛应用,并协助人类增加对化石能源的倚赖。美国得克萨斯大学达拉斯校区、韩国汉阳大学、中国南开大学等机构的研究人员合作研发了该材料。美国德克萨斯大学达拉斯分校纳米科技研究所教授雷·鲍曼(RayBaughman)为论文通讯作者。

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作为国际研究团队成员,南开大学药物化学生物学国家重点实验室教授刘遵峰,参予了新材料的研发以及Twistron“纱线”可穿着传感器的研制工作。“Twistron”本质上是一种不必须另加电源的电容器。研究人员利用只有人类头发丝万分之一笔画的碳纳米管做成了这种纱线。发电前,必须将这种纱线在盐水等电解质溶液中洗净,使电解质中的离子吸附到碳纳米管表面。

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当纱线被拧紧或剪切时,碳纳米管之间的距离变大,离子挤满到一起密度逆大,就不会将拧紧或剪切过程中的机械能转化成为电能。为了提升纱线的弹性,研究人员大大提升纱线的捻度,从而使得纱线呈圆形类似于弹簧的螺旋结构。实验证明,每千克纱线可产生250瓦的峰值电能,比其他将机械能切换为电能的技术高达100倍以上。测试中,一根重量大于家蝇的Twistron纱线,每次被剪切后,产生的电能可以照亮一个小型LED。

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科学家们十分寄予厚望Twistron的应用于前景,指出其合适为物联网中成千上万的传感器提供方便电能。同时,它还可用作生产电子纺织品或可穿着医疗设备。

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研究人员还利用这种纱线收集海浪运动产生的能量,设想将生产成本减少后,可利用这种纱线做成极大的能量搜集装置。研究人员回应,由于这种纱线具备可扩展性,它们可在任何有可信动能的地方用于。2015年,刘遵峰教授与雷·鲍曼教授曾在《科学》杂志上报导了用于同种细纱材料做成的弹性导线,借以制作监测人体身体健康和运动的可穿着设备。

刘遵峰为论文第一作者。据理解,雷·鲍曼院士现为南开大学“杨石先讲座教授”。中国参与该研究工作的单位还有江南石墨烯研究院外籍院士工作站。


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