智能可穿戴織物：令人腦洞大開的未來科技

李召嶺

發電織物

發電織物是一種可以將周圍環境的機械能、太陽能、熱釋能等能量轉化為電能的織物。依據機械能收集機理，可以分為摩擦電式發電織物和壓電式發電織物。研究人員通過涂層、刻蝕和改性等工藝對納米纖維膜進行表面處理，并制備高性能可穿戴摩擦電織物，可以極大提升其電輸出性能和力學穩定性。在輕拍面積為16cm的織物時，短路電流和電壓分別為110μA和540 V，最大能量密度為14.8W/m。該柔性發電織物在人體運動中收集生物機械能，可以做成發電鞋墊和發電衣服，提供可靠穩定的供能保障，驅動電子手表、溫度計等電子器件正常工作，并點亮約560盞LED燈，如圖1所示。

圖1 發電織物及其實際應用

當人體在進行生物機械運動時，不可避免地會產生大量的汗液，特別是在劇烈運動或天氣炎熱的情況下。然而，人體表面濕度的增加會對發電織物的電輸出性能產生明顯的負面影響。因此，研究人員又制備出一種耐濕抗汗的發電織物，通過表面化學修飾，提高摩擦層的表面疏水性，以消除水蒸氣對輸出電流的不利影響，提高了發電織物對于環境濕度的適應能力。即使是在流汗的情況下，依舊可以高效收集人體運動產生的生物機械能，并驅動可穿戴電子設備正常工作。

隨著人們對于可穿戴器件的供能需求愈發迫切，發電織物由于具備輕質便攜、結構靈活、制造簡單、成本低廉、可穿性好、供能穩定等優點，受到人們的廣泛關注。但是發電織物目前仍然存在一些缺陷，如電路中阻抗大、輸出功率密度小，難以用于大功率設備的有效連續供電。……