想象在未来, 每个人所穿的衣服都内建着可用于监测心率, 血压以及其他重要健康参数的传感器技术. 为了让这些传感器得以持续供电, 他们必须整天随身穿戴着电池吗? 当然不必了. 因为在我们的衣物中都安装着太阳能电池, 用于收集太阳能, 并为这些传感器供电.
但是, 如果你不小心将内建太阳能发电的衣服丢进洗衣机或烘衣机中, 那该怎么办呢? 别担心, 可直接洗涤的防水太阳电池即将面世.
日本东京大学(University of Tokyo)的科学家与理化学研究所(RIKEN)携手, 共同开发了一种纤薄且轻量的太阳能电池, 不仅可以编织成织物, 还可以在洗涤后仍正常运作. 这种电池的表面覆盖着一层防水涂层, 但并不至于对收集太阳能的能力造成不利的影响.
这种新型的半导体聚合物称为PNTz4T. 采用这种弹性体打造的太阳能电池可加以弯曲, 拉伸或甚至踩踏, 也不会明显降低其效率. 更令人印象深刻的是, 这种电池还可以产生每平方公分约7.86毫瓦(mW)的电流.
虽然以前也曾经开发出类似的技术, 但没有一种技术像这些新的防水太阳能电池一样同时结合能源效率, 长期生存能力以及耐腐蚀性元素(如空气和水).
黏贴在衬衫上的超薄型太阳电池, 表面覆盖着防水涂层 (来源: 东京大学, RIKEN)
研究人员将这种电池浸泡在水中约2个小时后, 发现其效率仅降低了5.4%. 研究人员并为这种电池进行压缩测试, 在湿水状态下经过20次弯曲近一半的测试, 同时在上面滴水. 而即使在这些情况下, 电池仍能保持原有效率的80%.
(a) 超轻薄的软性有机太阳能电池; (b)将太阳能电池包覆在半径35um的发丝上, 证实其可极度弯曲的柔韧性; (c)将超薄太阳能电池连接到预拉伸的弹性体, 制作出可拉伸太阳能电池; 分别展示其平坦(左), 30% (中)和50% (右 )的弯曲压缩 (来源: 东京大学, RIKEN)
凭借着这种强劲耐用的太阳能电池技术, 零售商可以将其编织于健身和运动服中, 从而使得健康监测技术更加时尚, 更轻巧. 届时, 你的FitBit就不必再像手表一样配戴了, 因为它将能被编织于你的衬衫中. 不久之后, 必须待在医院长期照料的病人也不必随身携带笨重的机器走动, 因为他们的衣服中将可包含所有的传感器与健康监护仪. 或许有一天, 你只需把手机放在衣服口袋中, 就可以开始为手机充电——你的裤子将会变成扩充座, 透过内建的太阳能电池采集太阳能, 并将它转化为电力.
不过, 如果你不小心将一杯红酒洒在内衬太阳能电池的新衬衫上呢? 没问题, 直接扔进洗衣篮准备洗涤吧!
编译: Susan Hong