神奇的摩擦電玄武巖紡織品：未來可穿的“發(fā)電”衣服

作者段躍初黃艷紅

近日，據(jù)《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)教授龔維團(tuán)隊(duì)及合作者研發(fā)出了一種具有“魔力”的摩擦電玄武巖紡織品。

玄武巖是一種常見的鋪路石料，在地球和月球上含量豐富。經(jīng)過特殊處理，可變成高性能的玄武巖纖維，且制造過程對環(huán)境污染小，我國已將其列為重點(diǎn)發(fā)展的四大纖維材料之一。目前，玄武巖纖維主要應(yīng)用于復(fù)合材料增強(qiáng)，如提高混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、用于航空航天和汽車工業(yè)等。

在此次研究中，龔維團(tuán)隊(duì)以模擬月壤為原材料，生產(chǎn)出可定制化的玄武巖纖維，并制備出摩擦電玄武巖紡織品。這種紡織品利用摩擦起電效應(yīng)，在玄武巖纖維中添加聚酰亞胺纖維，當(dāng)兩種纖維接觸摩擦?xí)r，可將人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能，能當(dāng)充電寶給智能手表或手機(jī)充電。此外，還開發(fā)了可穿戴極端溫度報(bào)警系統(tǒng)，在火災(zāi)現(xiàn)場，穿戴者可通過拍打衣服向救援人員發(fā)送求救信號。

該紡織品可在極端高溫。然而，將堅(jiān)硬的石頭變成“發(fā)電”的衣服并非易事。從玄武巖到纖維需要經(jīng)過熔融和拉絲兩個(gè)過程，對溫度要求非?？量獭Ｔ谌廴陔A段，溫度不夠高可能導(dǎo)致玄武巖未完全熔化，出現(xiàn)氣泡、結(jié)石等；在拉絲階段，熔融溫度太高會(huì)降低拉絲效率及纖維強(qiáng)度。此外，拉絲速度也會(huì)影響纖維質(zhì)量。

為了讓摩擦電玄武巖紡織品真正可穿，研究團(tuán)隊(duì)下一步將解決相關(guān)問題。他們設(shè)想通過在纖維表面涂覆浸潤劑或包裹柔軟纖維來增強(qiáng)其柔軟度和強(qiáng)度。未來，他們還將提高衣服的發(fā)電效率，進(jìn)行更多電子化設(shè)計(jì)，如提高發(fā)電效率以滿足更多設(shè)備充電需求，將可穿戴極端溫度報(bào)警系統(tǒng)的信號傳遞改為無線，以提升信號穩(wěn)定性與人體舒適性。

龔維團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究為未來紡織品的發(fā)展帶來了新的可能性，期待他們能在這一領(lǐng)域取得更多突破，為人們的生活帶來更多便利。