The invention relates to an amphibious energy yarn and its preparation and application, which includes: preparing silicone rubber tubes by using the change of temperature field in the melting and forming area; obtaining silicone rubber tubes with different pre-tension strains by using the change of stress field in the stress storage area; and obtaining amphibious energy yarns with built-in helical structure in the stress release area by using the change of velocity field. The amphibious energy yarn which can be continuously produced is prepared by self-refitting and designing production equipment. The energy yarn has stable output performance, excellent tensile performance and high output performance against intuition when it runs underwater.
【技术实现步骤摘要】
一种两栖能源纱线及其制备和应用
本专利技术属于可穿戴能源及其制备和应用领域,特别涉及一种两栖能源纱线及其制备和应用。
技术介绍
随着可穿戴电子设备的迅速发展,人们对可穿戴能源的需求也越来越大。由于传统电池缺乏柔韧性、舒适性和轻盈性,因此其将被基于纱线或织物的柔性能量装置所取代。锂离子电池和电化学超级电容器已被集成到纺织品中,但这些柔性能源设备需要频繁且不便捷的充电,这在很大程度上阻碍了可穿戴设备的应用。压电和铁电发电机缺乏收集大幅度变形所需的弹性。而太阳能电池仅在白天可用。因此,可持续供电的摩擦纳米发电机受到广泛关注。特别是,它显示出收集低频和不规则运动的明显优势。虽然新兴的摩擦纳米技术极大地丰富了能源纺织品的多样化应用,然而能源纺织品的发展仍面临一些严峻挑战。首先,摩擦电纱线的连续化制备尚未实现,现有的手工制备的摩擦电纱线难以满足能源织物的工业化生产,如铜丝包裹硅橡胶纤维制备的纤维基摩擦纳米发电机(Adv.Funct.Mater.2017,1604378)和聚二甲基硅氧烷/银纳米线包裹聚氨酯纤维制备的摩擦电纤维(NanoEnergy2017,41,511–518)均难以实现工业化生产。其次,高湿度或液体环境会极大地抑制摩擦纳米发电机的输出性能,摩擦电纱线难以在潮湿的环境中应用,如硅橡胶包裹不锈钢纤维制备的单螺纹基摩擦纳米发电机(Adv.Funct.Mater.2017,27,1604462)。因此,亟需一种可大规模生产并且在水下具有良好输出性能的摩擦电能源纱线。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种两栖能源纱线及其制备和应用,填补了现有技术中 ...
【技术保护点】
1.一种两栖能源纱线,其特征在于,所述纱线置于硅橡胶管内部,并形成内置螺旋结构。
【技术特征摘要】
1.一种两栖能源纱线,其特征在于,所述纱线置于硅橡胶管内部,并形成内置螺旋结构。2.一种权利要求1所述两栖能源纱线的连续化生产装置,其特征在于,依次包括空心设备、压紧辊I、第一导向辊、滑轮组、第二导向辊、压紧辊II和卷取辊,其中空心设备中设有熔融区域、预成型区域和冷却成型区域。3.根据权利要求2所述设备,其特征在于,所述生产装置通过硅橡胶管及其内置导电纱线连接,其中硅橡胶管及其内置导电纱线被压紧辊I和压紧辊II牵引运动。4.根据权利要求2所述设备,其特征在于,所述空心设备的熔融区域和预成型区域设有隔热层,导电纱线在隔热层内侧牵引运动,硅橡胶在隔热层外层并向前运动。5.根据权利要求2所述设备,其特征在于,所述滑轮组包括上滑轮和下滑轮,硅橡胶管到达滑轮组,先进入上滑轮再传送至下滑轮,再经过上滑轮向下游引导。6.一种采用权利要求2所述装置制备两栖能源纱线的方法,包括:(1)导电纱线位于空心设备中央并牵引运动,硅橡胶依次通过空心设备的熔融区域、预成型区域、冷却和成型区域,得到内置导电纱线的硅橡胶管;(2)上述硅橡胶管及其内部的导电纱线在压紧辊I和II牵引下向前移动,当到达滑轮组的位置时,通过调整滑轮组的合力和数量,得到具有不同预拉伸应变的硅橡胶管;(3)通过控制压紧辊II和卷取辊的相对转速,在内摩擦的作用下,硅橡胶管内部导电纱线形成内置螺旋结构,即得两栖能源纱线。7.根据权利要求6...
【专利技术属性】
技术研发人员:张青红,龚维,郭隐犇,侯成义,李耀刚,王宏志,
申请(专利权)人:东华大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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