可充電面料：對服裝定義的顛覆

馬亮

在百科全書里，服裝有三方面用途，那就是保健、裝飾和工業。但在可穿戴智能設備爆發的前夜，服裝的定義即將改變。隨著可穿戴智能設備的逐漸普及，未來服裝的科研方向將有更多的選擇，可充電面料，就是其中之一。

電子設備增多 電量遇瓶頸

從去年開始，越來越多的人使用了智能手環，用戶可以通過這種產品記錄日常生活中的鍛煉、睡眠、飲食等實時數據，并對這些數據進行分析，指導消費者健康生活。但在記者看來，各公司推出的智能手環產品更像是對智能穿戴設備投石問路。

在這一階段，設備充一次電使用時間可達到一周，因而并沒有暴露出嚴重的續航問題。不過，這也因為智能手環并算不上如何智能——人類的睡眠質量和身體狀況當然可以自己感受到，大可不必由一只手環告訴自己該補覺了。

那么，手環的意義就在于各公司提前搶占市場，當某公司的手環取得了最多的市場占有率時，后續真正的智能穿戴設備會更加容易被市場所接受。所有公司都看到了這一點，因此多數手環價格都顯得十分親民，幾十元一條并有充滿電后長達一周的使用時間。

現在而言，真正的智能穿戴設備意味著谷歌眼鏡和蘋果手表。

今年1月份，谷歌宣布停止谷歌眼鏡的“探索者”項目，同時還將關閉“探索者”軟件開發項目，整體轉入另一個部門。據了解，“停擺”的原因主要在于谷歌眼鏡價格過高，1500美元的售價難以大范圍推廣，但自2012年開始，谷歌眼鏡的研發無疑拉開了智能穿戴設備研究的序幕。

今年3月，蘋果的2015年春季發布會如約召開。在這場會議上，蘋果公司發布了新產品——“Apple Watch”即蘋果手表。這只手表可以與其他蘋果設備連接，擁有個性化表盤，可以增加天氣、下一個活動等實用信息，還可以顯示用戶的心跳信息。通過與iPhone配合使用，這款手表與全球標準時間的誤差不超過50毫秒。當手機收到新消息時，它會立刻通知你，除此之外，這款手表還將使線下支付更加方便，以后在商店消費時，售貨員可能會問：“現金、刷卡還是刷手表？”

面對智能設備的發展，有網友笑言：“女士們，先生們，歡迎乘坐本次航班，請您系好安全帶，我們的飛機馬上就要起飛了。請關閉您的電腦，請關閉您的手機，請關閉您的手表，請關閉您的戒指，請關閉您的眼鏡，請關閉你的皮下設備……”

與智能手環不同，這款手表的最低售價為2500元，而最高價則達到了12萬元。北京中關村某商家表示，高達12萬元的蘋果手表在兩個小時內接到近700用戶的預訂。

另外，這款手表在充滿電后可以使用18小時。

有網友評論：當庫克拿出新的筆記本產品并表示電池能用一天時，臺下掌聲雷動是可以理解的，可當庫克拿出新的手表并表示這東西只能用18小時，正常的反應不應該把手里的礦泉水瓶子直接扔上去嗎？

實際上，電池問題已經嚴重影響了科技產品的發展。在智能手機以前，手機的待機時間幾乎都能達到一周，更有號稱超長待機達一個月的手機產品。

而隨著科技的不斷發展，手機的功能越來越多，續航時間也越來越短，不少公司為了電池安全又采用了不可更換電池設計，這使得移動電源大行其道，但在可以預見的未來，智能設備的增多將導致移動電源也不夠用了。

為什么電池會成為科技發展的瓶頸呢？

因為電池屬于化學工業，新材料的研發難度遠遠高于編寫一個耗電的程序。

可充電服裝的探索

對研究者而言，電池的容量等于能量密度乘以電池體積，在電池體積越小越好的穿戴設備上，能量密度成為電池容量的關鍵。

之所以能量密度難以提高，就是因鋰電池本身的化學性質所決定的。業內人士表示，最適合擔任能量載體的兩種元素分別是碳和氫。碳氫化合物實際上就是我們生活中常見的汽油、柴油、煤油、天然氣等燃料。汽車選擇這些高能量載體作為能量來源，已經是自然中的較優解了。電池跟各種碳氫化合物相比，可以說是天生不足。

而支持電池技術發展的理論科學為物理與化學，它們的理論大發展大突破都是在二戰前就已經結束了。可預見未來的電池技術，必然是基于現在的電池的發展。在民用領域，電池的能量密度是讓人最為頭疼的問題之一，但又是最難解決的問題。過去的電池能量密度之所以能不斷提高，是因為科學家一直在找原子量更小的元素來充當氧化劑、還原劑，以及支持結構。于是我們見證了從鉛酸到鎳鎘，從鎳鎘到鎳氫，從鎳氫到現在的鋰離子的可充放電池發展歷程，而鋰已經是密度最小的金屬了。

不能保存電力，是否可以生產電力呢？2012年，來自賓夕法尼亞州立大學（Penn State University）的約翰·貝丁（John Badding）對外表示，他們已經制成了“數米長的光纖太陽能電池”，并且他們的新技術能夠制備“10米以上長度的光纖太陽能電池”。

可惜這一技術并不算如何成功，因為它無法承受每日穿戴的磨損。

一個來自韓國和澳大利亞的研究團隊卻從另一個角度來解決這個問題——他們想讓衣服發電。這個團隊的設計是一種可充電的布料，為諸如智能手表之類的可穿戴設備提供電力。

在這種布料中，該團隊加入了摩擦納米發電機和兩層布料，一層為銀材料，另一層為硅膠和銀材料。兩層材料摩擦之后能產生靜電，從而得到電能。

四片布料兩兩疊放，用手指按壓般大小的壓力按它，布料就產生了平均為 170 伏特的電能，但要投入實際使用還需要進一步發展和優化。另外，這種布料卻被證明十分可靠，壽命達到 12000 次充放電。

但目前而言，這款布料還不能滿足智能穿戴設備的用電需求。

該團隊在早前對此產品進行了測試，現在的制成品只能為電量需求較小的設備進行充電，在試驗中他們測試了LED燈和電子車鑰匙等，而這些設備的用電量顯然不能和手機、智能手表等產品相提并論。

雖然嘗試還處在初期，在測試條件下也只能對上面這些用電量較小的傳感器進行充電，但研究人員表示，如果能夠解決充電效率問題，未來說不定可以給諸如智能手環、手表的可穿戴設備充電。

按照研究人員設想，這種材料不只可以用來制作衣服，還可以被設計成背包、手套、圍巾等。如果從這一方面解決了續航問題，智能設備將會有更好的發展空間。

俗話說，水火無情，當服裝配備了發電設備，服裝的相關標準將如何修改，而其中又有哪些難點呢？面對未來，一切都是未知。