這種名為Twistron的紗線由許多碳納米管紡成，單根碳納米管直徑比人頭發(fā)絲直徑小一萬倍。為了使紗線具有高彈性，研究人員不斷提高捻度，使其形成類似彈簧的結(jié)構(gòu)。
“這些紗線本質(zhì)上是一種超級電容器，但它無需外加電源來充電。”納米研究所李娜博士告訴科技日報記者。因為碳納米管與電解質(zhì)的化學(xué)電勢不同，當(dāng)紗線浸入電解質(zhì)時，一部分電荷便會嵌入其中。紗線被拉伸時，體積減小，使電荷相互靠近，電荷產(chǎn)生的電壓增高，從而獲得電能。
“以每秒30次的頻率拉伸時，紗線可產(chǎn)生250瓦/千克的峰值電功率。一根重量小于蒼蠅的紗線，每次被拉伸時，就可以點亮一個LED。”納米研究所主任、文章通訊作者之一雷·鮑曼博士介紹說，與其他可織布發(fā)電纖維相比，單位重量的Twistron紗線產(chǎn)生的電功率可提高百倍以上。
值得一提的是，鹽水也可作為電解質(zhì)。發(fā)電紗線的輸出可隨紗線體積的增大，以及并行工作的紗線數(shù)量的增高而等比例放大。“如果降低生產(chǎn)成本，Twistron最終可用于海浪發(fā)電。”鮑曼表示。
據(jù)悉，目前碳納米管紗線最適合的應(yīng)用是為傳感器或物聯(lián)網(wǎng)通訊供電。“基于我們實現(xiàn)的平均輸出功率，只需31毫克的紗線,便可為物聯(lián)網(wǎng)在一個半徑100米的范圍內(nèi)，每10秒鐘傳輸2千字節(jié)數(shù)據(jù)包。”
