可为传感器供电的高科技纱线：被拉伸或扭转就能发电

　　2017年8月24日，一个国际研究团队在美国《科学》杂志上报告说，他们开发出一种名为Twistron的高科技纱线，只要拉伸或扭转它就能产生电能。未来人们有望在此基础上减少对化石能源的依赖。

Twistron纱线，资料图

　　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利用只有人类头发丝万分之一粗细的碳纳米管制成了这种纱线。

　　发电前，这种纱线需要先在盐水等电解质溶液中浸泡，使电解质中的离子附着到碳纳米管表面。当一根发电纱线被拧紧或拉伸时，碳纳米管之间的距离变小，离子聚集到一起，密度变大，就会将拧紧或拉伸过程中的机械能转化为电能。

　　论文共同第一作者、美国得克萨斯大学达拉斯校区的李娜说，这是一个很神奇的电化学过程，我们不需要任何外加电源。只要浸泡一下电解质，再拉伸它，就直接产生电能。

　　测试结果表明，当这种纱线以每秒30次的频率拉伸时，每千克的纱线可产生250瓦的峰值电能，比其他将机械能转换为电能的技术高出100倍以上。一根重量比苍蝇还轻的纱线，每次拉伸都能点亮一个小型发光二极管。

　　李娜说，这种纱线适合为物联网传感器提供电能。物联网中包括成千上万个传感器，每个传感器都需要能量运行，而经常给这些传感器换电池很不方便，能量采集纱线有望为传感器提供新的供能方式。

　　李娜说，以目前实现的平均输出功率计算，只需要31毫克（相当于2只苍蝇的重量）的纱线，便可为物联网提供在100米范围内每10秒钟传输2000字节数据包所需的电能。

　　研究人员还将这种纱线缝进上衣。正常呼吸过程中，纱线被拉伸并产生电信号，因此它有潜力用来制备可自己供电的呼吸监测传感器。未来，它还有可能被用于制造智能织物，比如监测多种健康数据的衣服。

　　研究人员还利用这种纱线采集海浪运动产生的能量。他们把一根10厘米长、重１毫克（相当于１只蚊子的重量）的纱线直接浸泡在韩国东海岸的海水里面，上面连着一个漂在海水上的气球，下面连在一块沉在海床的装置上。每次海浪过来时，气球上升，拉长纱线，便产生了电能。

　　李娜说，海浪里含有巨大的机械能，如果能把碳纳米管的生产成本降下来，我们就能利用这种纱线制成巨大的能量收集装置了。