[发明专利]一种摩擦发电纺织物

说明书

本发明涉及一种摩擦发电纺织物，属于纺织技术领域。其特征在于：采用薄膜摩擦电纳米发生器或纤维摩擦电纳米发生器，薄膜摩擦电纳米发生器由不同材料制成的正负极薄膜组成，固定在纺织物表面形成图案或镶嵌在纺织物结构之中；纤维摩擦电纳米发生器分为正负极纤维分开的单极纤维摩擦电纳米发生器和单根具有正负极的同轴纤维摩擦电纳米发生器两种，通过机织法或针织法编织在纺织物结构之中；薄膜摩擦电纳米发生器或纤维摩擦电纳米发生器分别设置在衣物的袖口、肘部和腋下部位，裤子的臀部、膝盖和裤管部位，各处的薄膜摩擦电纳米发生器或纤维摩擦电纳米发生器并联后连接外电路，将摩擦产生的电能传输到设备中。本发明提高了摩擦发电的效率。

技术领域

本发明涉及一种摩擦发电纺织物，属于纺织技术领域。

背景技术

能源问题是阻碍人类文明进步的一大难题，为了减缓能源消耗的问题，有研究通过摩擦电纳米发生器(TENG)收集人体在生物力学运动中产生的能量，并将其用于可穿戴服饰中。摩擦电纳米发生器的基本原理是，由施加的力驱动的摩擦带电表面之间的相对运动在TENG中引起周期性变化的电位产生电势差，当两种材料彼此接触时，已经接触的面保持电中性，在外电路实现了向上的电流；两种材料分离时，离开接触面的部分需要保持电中性，在外电路产生了向下的电流。

目前运用于可穿戴服饰中的摩擦电纳米发生器主要研究方向在摩擦电纳米发生器本身的形态及制备方法，对其与纺织结构的结合仍存在空白。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供了一种摩擦发电纺织物，通过纺织物不同的结构增加摩擦发电的效率。

技术方案如下：

一种摩擦发电纺织物，采用薄膜摩擦电纳米发生器或纤维摩擦电纳米发生器，薄膜摩擦电纳米发生器由不同材料制成的正负极薄膜组成，固定在纺织物表面形成图案或镶嵌在纺织物结构之中；纤维摩擦电纳米发生器分为正负极纤维分开的单极纤维摩擦电纳米发生器和单根具有正负极的同轴纤维摩擦电纳米发生器两种，通过机织法或针织法编织在纺织物结构之中；薄膜摩擦电纳米发生器或纤维摩擦电纳米发生器分别设置在衣物的袖口、肘部和腋下部位，裤子的臀部、膝盖和裤管部位，纺织物内层设置外电路，各处的薄膜摩擦电纳米发生器或纤维摩擦电纳米发生器并联后连接外电路，将摩擦产生的电能传输到用电设备或储能设备中。

进一步地，薄膜摩擦电纳米发生器通过黏贴或通过将正负极薄膜引出的外电路穿插在纺织物外层的方式固定在纺织物表面。

进一步地，薄膜摩擦电纳米发生器的正负极薄膜分别镶嵌在多层纺织物的相邻两个结构层的内侧。

更进一步地，纺织结构为双层组织、多层组织、管状组织之一的复杂组织，薄膜摩擦电纳米发生器的薄膜嵌入复杂组织在编织时留空的位置；单极纤维摩擦电纳米发生器按纤维极性交替编织在复杂组织的不同层上；同轴纤维摩擦电纳米发生器直接编织在复杂组织的每个层上；并在复杂组织编织时穿插与正负电极连接的外电路，并连接到相应的用电设备。

更进一步地，纺织结构为条格组织、绉组织、透孔组织、蜂巢组织、浮松组织之一的联合组织，薄膜摩擦电纳米发生器的薄膜设置在联合组织内的孔洞中；单极纤维摩擦电纳米发生器按纤维极性交替编织在联合组织的不同层上；同轴纤维摩擦电纳米发生器直接编织在联合组织的每个层上；并在联合组织编织时穿插与正负电极连接的外电路，并连接到相应的用电设备。

更进一步地，纺织结构为大花纹组织，薄膜摩擦电纳米发生器的薄膜和外电路均直接作为花纹图案编织在大花纹组织中，连接到相应的用电设备。

更进一步地，纺织结构为间隔组织，单极纤维摩擦电纳米发生器按纤维极性交替编织在间隔组织的上层和下层；同轴纤维摩擦电纳米发生器直接编织在间隔组织的上层、下层和两层的连接处；并在间隔组织编织时穿插与正负电极连接的外电路，并连接到相应的用电设备。

有益效果：