摩擦纳米发电织物及可发电地毯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种摩擦纳米发电织物及可发电地毯。该摩擦纳米发电织物包括柔性导电纤维骨架及柔性编织纱线，柔性导电纤维骨架具有多个网格结构，柔性编织纱线穿插设置于多个网格结构，以包覆柔性导电纤维骨架；当外部物体与柔性编织纱线发生接触分离时，柔性导电纤维骨架能够向外输出电能。本实用新型专利技术的摩擦纳米发电织物，具有良好的柔性，耐久性较好，可编织进衣物，可以赋予所制布料和服装以很好的舒适性、贴合性等，实现将能源系统与服装相结合，构建可穿戴的能源，能量收集效率较高，并且，可以应用于性能稳定、易于大规模集成的高性能自驱动传感器的设计，如作为自驱动的人体传感器，实现人体健康监测。实现人体健康监测。实现人体健康监测。

【技术实现步骤摘要】
摩擦纳米发电织物及可发电地毯


[0001]本技术涉及能源
，尤其涉及一种摩擦纳米发电织物及可发电地毯。

技术介绍

[0002]当今社会能源结构及其供应状况面临着前所未有的挑战，对于绿色清洁的新能源技术的研究已经成为重中之重。机械能，作为人类生活环境中最丰富的能量之一，具有连续性、独立性、易得性、广泛性等特点。同时，摩擦纳米发电机通过接触带电和静电感应的耦合，已发展成为一种强大的将机械能转化为电能的技术，可以有效地从不规则和低频的人体运动中收集能量，为可穿戴电子设备供电乃至直接开发为自驱动传感器。
[0003]随着可穿戴电子设备的日益增加，柔软、可拉伸、能够与可穿戴电子设备相兼容的织物摩擦纳米发电机受到了越来越多的关注。然而，大多数织物摩擦纳米发电机使用涂层、静电纺丝、染色等方法来附着导电材料，致使其不可水洗且舒适度远不及普通面料。并且，由于纺织品具有可变的弯曲结构、不均匀的表面形貌和复杂的材料特性，织物摩擦纳米发电机上覆盖的导电涂层容易剥落，导致其耐久性很差，能量收集效率较低。此外，复杂的制备过程需要大量的人工成本，难以实现量产。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种摩擦纳米发电织物及可发电地毯，以解决现有的织物摩擦纳米发电机耐久性差，能量收集效率低的问题。
[0005]一方面，本技术实施例提出了一种摩擦纳米发电织物，包括柔性导电纤维骨架及柔性编织纱线，所述柔性导电纤维骨架具有多个网格结构，所述柔性编织纱线穿插设置于多个所述网格结构，形成柔性编织面，以包覆所述柔性导电纤维骨架；当外部物体与柔性编织纱线发生接触分离时，所述柔性导电纤维骨架能够向外输出电能。
[0006]根据本技术实施例的一个方面，所述柔性导电纤维骨架包括经线和纬线，所述经线和所述纬线依次交叉排布构成所述柔性导电纤维骨架。
[0007]根据本技术实施例的一个方面，所述经线包括至少一个第一导电纤维；当所述第一导电纤维为多个时，多个所述第一导电纤维沿所述经线的延伸方向相互缠绕。
[0008]根据本技术实施例的一个方面，所述第一导电纤维包括纯金属纺织丝、纯金属纱线、金属纤维包芯纱、金属纤维混纺纱、纯不锈钢纺织丝、纯不锈钢纱线、不锈钢纤维包芯纱、不锈钢纤维混纺纱、无机纤维包芯纱中的一种或多种。
[0009]根据本技术实施例的一个方面，所述纬线包括至少一个第二导电纤维；当所述第二导电纤维为多个时，多个所述第二导电纤维沿所述纬线的延伸方向相互缠绕。
[0010]根据本技术实施例的一个方面，所述第二导电纤维包括纯金属纺织丝、纯金属纱线、金属纤维包芯纱、金属纤维混纺纱、纯不锈钢纺织丝、纯不锈钢纱线、不锈钢纤维包芯纱、不锈钢纤维混纺纱、无机纤维包芯纱中的一种或多种。
[0011]根据本技术实施例的一个方面，所述柔性编织纱线包括编织纤维。
[0012]根据本技术实施例的一个方面，所述编织纤维包括涤纶、维纶、氨纶、棉纶、动物皮毛中的一种或多种。
[0013]根据本技术实施例的一个方面，所述动物皮毛包括羊毛、马海毛、兔毛、羊绒、驼绒、牦牛绒中的一种或多种。
[0014]另一方面，本技术实施例提出了一种可发电地毯，包括如前述的摩擦纳米发电织物。
[0015]本技术实施例提供的摩擦纳米发电织物，具有良好的柔性，外形随意改变后仍具有显著的机械稳定性，耐久性较好，可编织进衣物，可应用于发电服装的设计，可以赋予所制布料和服装以很好的舒适性、贴合性、保暖性及耐磨性等，能够保证使用及穿着的舒适感，实现将能源系统与服装相结合，构建可穿戴的能源，能量收集效率较高，并且，可以应用于性能稳定、易于大规模集成的高性能自驱动传感器的设计，如作为自驱动的人体传感器，实现人体健康监测，解决了现有的织物摩擦纳米发电机耐久性差，及能量收集效率低的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术实施例提供的摩擦纳米发电织物的结构示意图；
[0018]图2为本技术实施例提供的摩擦纳米发电织物与其他布料的发电过程示意图；
[0019]图3为本技术实施例提供的摩擦纳米发电织物与人体皮肤的发电过程示意图；
[0020]图4为本技术实施例提供的摩擦纳米发电织物的柔性导电纤维骨架的结构示意图。
[0021]附图标记：
[0022]1‑
柔性导电纤维骨架，11
‑
经纱，12
‑
纬纱，21
‑
柔性编织纱线，31
‑
布料，41
‑
人体皮肤。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理，但不能用来限制本技术的范围，即本技术不限于所描述的实施例。
[0024]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]请参阅图1，本技术实施例提供一种摩擦纳米发电织物，包括柔性导电纤维骨架1及柔性编织纱线21，柔性导电纤维骨架1具有多个网格结构，柔性编织纱线21穿插设置于多个网格结构，形成柔性编织面，以包覆柔性导电纤维骨架1。
[0026]在具体使用时，柔性导电纤维骨架1通过导线及负载接地。当外部物体，如皮肤或与柔性编织纱线21的摩擦电序列不同的布料等，与柔性编织纱线21发生接触分离时，柔性导电纤维骨架1可以输出电信号，能够为负载供电。
[0027]如图2所示，当柔性编织纱线21和与其摩擦电序列不同的其他布料31发生摩擦，在二者接触分离过程时，二者表面会产生不同的电荷，在静电感应的作用下，柔性导电纤维骨架1与负载之间产生电荷流动，实现将机械能转换为电能。产生的电信号可以作为其他用电装置的电源，也可以作为机械信号的传感信号以实现自驱动传感的功能。
[0028]如图3所示，当柔性编织纱线21和人体皮肤41发生摩擦，在二者接触分离过程时，二者表面会产生不同的电荷，在静电感应的作用下，电荷会在柔性导电纤维骨架1与负载之间产生流动，从而产生交流电信号，实现将机械能转换为电能。产生的电信号可用于为用电装置供电，也可用于自驱动传感。
[0029]由上述描述可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摩擦纳米发电织物，其特征在于，包括柔性导电纤维骨架及柔性编织纱线，所述柔性导电纤维骨架具有多个网格结构，所述柔性编织纱线穿插设置于多个所述网格结构，形成柔性编织面，以包覆所述柔性导电纤维骨架；当外部物体与所述柔性编织纱线发生接触分离时，所述柔性导电纤维骨架能够向外输出电能。2.根据权利要求1所述的摩擦纳米发电织物，其特征在于，所述柔性导电纤维骨架包括经线和纬线，所述经线和所述纬线依次交叉排布构成所述柔性导电纤维骨架。3.根据权利要求2所述的摩擦纳米发电织物，其特征在于，所述经线包括至少一个第一导电纤维；当所述第一导电纤维为多个时，多个所述第一导电纤维沿所述经线的延伸方向相互缠绕。4.根据权利要求3所述的摩擦纳米发电织物，其特征在于，所述第一导电纤维包括纯金属纺织丝、纯金属纱线、金属纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴治峄，史亚鹏，王中林，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：新型
国别省市：