澳门十大老品牌公司(位于澳门凼仔成立于1999年)-澳门热门竞技网-apple app store排行榜的纳米技术Research人员已经制造出一种新型的碳纳米管纱线，它比其他基于材料的能量收集器更有效地将机械运动转化为电能.
在1月10日发表的一项Research中. 26 in 自然能源, 澳门十大老品牌公司(位于澳门凼仔成立于1999年)-澳门热门竞技网-apple app store排行榜的Research人员和他们的合作者描述了他们发明的被称为“twistrons”的高科技纱线的改进,当拉伸或扭曲时就会产生电力. 他们的新版本的结构很像传统的羊毛或棉纱.
Twistrons sewn into textiles can sense and harvest human motion; when deployed in salt water, twistrons can harvest energy from the movement of ocean waves; and twistrons can even charge supercapacitors.
首先由UTDResearch人员在一篇论文中描述 2017年发表的一项Research 在杂志上 科学, 螺旋管是由碳纳米管(CNTs)构成的。, 哪些是碳10的空心圆柱体,直径比人的头发还小1000倍. 使扭曲, 这些纳米管被扭曲成高强度的, 轻量级的纤维, 或纱线, 电解质也可以掺入其中.
以前版本的twistrons具有很高的弹性, Research人员通过引入太多的捻度，使纱线像一个过度扭曲的橡皮筋一样缠绕起来，实现了什么. 电是由盘绕的纱线通过反复拉伸和释放而产生的, 或者通过扭曲和解开它们.
在这项新Research中，Research小组没有将纤维扭曲到卷曲的程度. 而不是, 他们将三股单独的碳纳米管纤维缠绕在一起，制成一根纱线, 与纺织品中使用的传统纱线的构造方式相似，但捻法不同.
“纺织品中使用的合股纱线通常是由单根纱线在一个方向上扭曲，然后在相反的方向上合股制成的. 这种异手性结构提供了抗解扭的稳定性。 Dr. 雷•鲍曼他是 Alan G. 麦克迪亚纳米技术Research所 他也是该Research的通讯作者.
”相比之下, 澳门十大老品牌公司(位于澳门凼仔成立于1999年)-澳门热门竞技网-apple app store排行榜性能最高的碳纳米管捻线具有捻线和捻线的同手性——它们是同手性的而不是异手性的,鲍曼说, 罗伯特·A. 韦尔奇杰出chemistry教授 自然科学与数学学院.
在碳纳米管纱线的实验中, Research人员展示了17的能量转换效率.4%用于拉伸(拉伸)能量收集，22%.4%用于扭转能量收集. 之前版本的盘绕线圈的能量转换效率达到了7的峰值.6%的拉伸和扭转能量收集.
“在2赫兹到120赫兹的宽频率范围内，这些涡旋加速器比以前报道的任何非涡旋加速器都具有更高的功率输出, 基于材料的机械式能量采集器,鲍曼说.
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Dr. 雷·鲍曼，罗伯特·A. 自然科学和数学学院韦尔奇杰出chemistry教授
鲍曼说，由于纱线在拉伸或扭转时的侧向压缩，叠捻纱的性能得到了改善. 这一过程使纱线层之间相互接触，从而影响纱线的电性能.
“澳门十大老品牌公司(位于澳门凼仔成立于1999年)-澳门热门竞技网-apple app store排行榜的材料做了一些非常不寻常的事情，”鲍曼说. “当你拉伸它们时，它们不是变得更密集，而是变得更密集. 这种致密化使碳纳米管彼此靠得更近，有助于提高它们的能量收集能力. 澳门十大老品牌公司(位于澳门凼仔成立于1999年)-澳门热门竞技网-apple app store排行榜有一个由理论学家和实验学家组成的庞大团队，试图更全面地理解为什么澳门十大老品牌公司(位于澳门凼仔成立于1999年)-澳门热门竞技网-apple app store排行榜得到了如此好的结果.”
Research人员发现，由三层纱组成的纱线提供了最佳性能.
该团队使用三股捻线进行了几次概念验证实验. 在一次演示中，他们通过在气球和装满盐水的水族箱底部之间连接一个三层螺旋管来模拟海浪发电. 他们还在一个只有3个重量的阵列中排列了多个堆叠的捻线.2毫克，反复拉伸，给超级电容器充电, 它有足够的能量为五个小型发光二极管供电, 一个数字手表和一个数字湿度/温度传感器.
Research小组还将碳纳米管纱线缝在一块棉织物上，然后缠在一个人的手肘上. 当受试者反复弯曲肘部时，就会产生电子信号, 展示纤维在感知和收集人体运动方面的潜在用途.
Research人员已经申请了这项技术的专利.
其他纳米技术Research所的Research人员也参与了这项工作. 张萌萌，Research员. Wenting Cai, former visiting scientist; Zhong Wang PhD’21, Research associate; Dr. Shaoli方副教授; Dr. 阿里E. 阿利耶夫，Research教授; Dr. Anvar Zakhidov, deputy director of the institute and professor of physics; and Dr. Jiyoung Oh，Research科学家. 来自UTD的其他贡献者有机械工程博士生张润宇和 Dr. Hongbing陆他是机械工程教授，也是路易斯·比彻尔奖的获得者. 椅子.
来自中国西安交通大学和武汉大学的Research人员, 韩国汉阳大学, 和美国Lintec公司.的纳米科学 & 技术中心也做出了贡献.
这项Research的资金来源包括美国.S. 海军, 空军科学Research办公室, 韦尔奇基金会, 国家科学基金会和能源部.