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如今，可穿戴电子产品越来越普及，极大地丰富了人们的生活。如何高效地从环境中收集机械能，为电子设备持续稳定地供电，已经成为科学家们关注的重点问题。下面来了解一下东华大学的研究成果。

最近，东华大学纺织科技创新中心的俞建勇院士和丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队在可穿戴发电织物领域取得了重大进展。相关研究成果以《高柔韧性、透气、可裁剪和可洗涤的发电织物应用于智能可穿戴设备》为题，发表在国际知名期刊《纳米能源》上。该论文的第一作者分别是纺织学院的硕士生邱倩和材料学院的博士生朱苗苗，通讯作者为丁彬研究员和李召岭副教授。

可穿戴电子产品如何实现持续供电？

近年来，越来越多的可穿戴电子产品进入了人们的视线，这些设备正朝着小型化、便携化和多功能化的方向发展。传统的供电系统如电池存在体积大、使用寿命短、更换复杂以及电解液污染环境等问题。因此，如何高效地从环境中收集机械能，为电子设备提供稳定持久的电源成为了科学家们努力解决的问题。功能性发电织物具有柔韧可编织、良好的热湿舒适性等优点，利用摩擦起电和静电感应的耦合效应，可以有效收集人体运动过程中产生的生物机械能，并将其转化为电能，从而解决可穿戴电子产品供电和续航时间的问题。然而，现有的功能性发电织物由于加工技术和材料选择的限制，导致能量转换效率和能量密度较低，且可裁剪性和可洗涤性较差，限制了它们的应用范围和性能提升。

这款新型发电织物既智能又可靠

针对上述问题，研究团队选择了高强度、耐磨且弹性好的涤纶织物作为接触材料和基底材料，并采用导电性优异的柔性导电织物作为电极层。通过静电纺丝和静电喷涂复合技术对涤纶织物表面进行改性处理，使其表面形成串珠结构的PVDF纳米纤维和PTFE纳米颗粒，提高了织物的表面粗糙度和摩擦电负性，从而大幅提升了电输出性能。当外加负载电阻为50MΩ时，功率密度可达80mW/m²，能够驱动部分电子设备正常运行。这种发电织物不仅具备出色的耐用性和稳定性，还拥有优良的可裁剪性和水洗性。裁剪后的发电织物重新拼接后，其电流和电压可恢复到初始水平；即使经过多次水洗处理，其电输出性能也基本保持不变。此外，将这种发电织物与人体衣物结合，还能有效地监测人体运动的幅度和角度，作为高灵敏度的人体运动传感器使用。

该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、上海市优秀学术带头人项目以及东华大学励志计划等项目的支持。