2025年8月19日，魔猴網(wǎng)了解到，愛(ài)爾蘭大西洋理工大學(xué)(ATU)的研究人員成功開(kāi)發(fā)出一種基于3D打印的新型能量收集紡織品。該創(chuàng)新工藝為智能服飾、醫(yī)療監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)裝備等領(lǐng)域的能量自供型可穿戴設(shè)備帶來(lái)了新的解決方案。

開(kāi)發(fā)低成本可穿戴能源系統(tǒng)
      項(xiàng)目由Aswathy Babu博士牽頭，格拉斯哥大學(xué)、赫瑞瓦特大學(xué)、廷德?tīng)枃?guó)家研究所以及都柏林大學(xué)學(xué)院I-Form的研究人員參與合作。此項(xiàng)目是由愛(ài)爾蘭研究中心和英國(guó)工程與物理科學(xué)研究委員會(huì)（EPSRC）資助的150萬(wàn)歐元項(xiàng)目的一部分，旨在開(kāi)發(fā)可穿戴系統(tǒng)，捕捉人體運(yùn)動(dòng)并將它作為可再生能源。
      這項(xiàng)研究的核心是基于紡織品的摩擦納米發(fā)電機(jī)(T-TENG)，它通過(guò)與兩個(gè)表面接觸和分離時(shí)產(chǎn)生靜電相同的效應(yīng)來(lái)收集能量。為了制造它們，研究團(tuán)隊(duì)采用熔絲制造技術(shù)(FFF)，將聚丙烯(PP)直接打印到導(dǎo)電織物上，并使用了SOVOL V01、Ultimaker 2+和Mosaic Element HT等標(biāo)準(zhǔn)3D打印機(jī)。 選擇聚丙烯(PP)作為材料，是因?yàn)樗鼉r(jià)格低廉、柔韌、化學(xué)穩(wěn)定性高且防水。當(dāng)熔融狀態(tài)的聚丙烯被擠壓到鍍銀聚酰胺織物上時(shí)，它會(huì)滲透到織物結(jié)構(gòu)中，并在冷卻時(shí)牢固粘合，無(wú)需使用膠水即可產(chǎn)生強(qiáng)大的粘合力。

3D打印柔性織物摩擦納米發(fā)電機(jī)
      測(cè)試結(jié)果表明，打印層與傳統(tǒng)方法相比，形成了更強(qiáng)的結(jié)合，并產(chǎn)生了更高的電力輸出。當(dāng)與涂有EcoFlex涂層的導(dǎo)電織物結(jié)合使用時(shí)，這些紡織品的開(kāi)路電壓達(dá)到193.3伏，峰值電流達(dá)到17微安，功率密度超過(guò)每平方米2,000毫瓦。這證明了它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的潛力，因?yàn)檫@些設(shè)備能夠點(diǎn)亮超過(guò)80個(gè)LED燈，并為運(yùn)行小型電子設(shè)備的電容器充電。
     團(tuán)隊(duì)還對(duì)紡織品在重復(fù)使用下的性能進(jìn)行了仔細(xì)的評(píng)估。即使在經(jīng)過(guò)2萬(wàn)次接觸和分離循環(huán)后，這些紡織品仍然能夠保持穩(wěn)定的輸出，并且在用水和洗滌劑清洗后仍能繼續(xù)工作。這表明它們可以被整合到日常穿著的服裝中。

從能量收集到健康監(jiān)測(cè)
      在尼龍和聚酯等非導(dǎo)電商用織物上進(jìn)行的試驗(yàn)產(chǎn)生了較低的電壓（僅幾伏），這是因?yàn)榻^緣紡織品限制了電荷轉(zhuǎn)移。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了通過(guò)調(diào)整厚度和表面設(shè)計(jì)來(lái)顯著提升性能的重要性。除了發(fā)電，研究人員還展示了這些紡織品作為傳感器的潛力。這些織物集成了支持Wi-Fi的微控制器，能夠檢測(cè)人體觸覺(jué)的變化，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)。該系統(tǒng)能夠區(qū)分輕觸和重觸，為可穿戴健康監(jiān)測(cè)、交互式設(shè)備和環(huán)境感知等應(yīng)用開(kāi)辟了新的可能性。
    對(duì)研究人員而言，直接3D打印提供了一種簡(jiǎn)單且可擴(kuò)展的方法，將聚合物與織物結(jié)合，避免了昂貴的涂層步驟，并能使用標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)和材料實(shí)現(xiàn)自供電紡織品的大規(guī)模生產(chǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，這項(xiàng)創(chuàng)新研究通過(guò)進(jìn)一步的測(cè)試和規(guī)模擴(kuò)大，將使得日常服裝不僅能作為服飾穿著，還能成為便攜電源。該研究展示了紡織品與3D打印技術(shù)的融合如何推動(dòng)可穿戴技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源自給自足的發(fā)展目標(biāo)。

來(lái)源：南極熊