无需电池，仅靠扭转或拉伸就能发电的纳米纱线问世

美国德克萨斯大学达拉斯分校与韩国汉阳大学等机构的科学家八月二十五日在《科学》杂志上发表文章，报告了他们最新研发的一种高科技纳米纱线Twistron，仅靠扭转或拉伸就能发电。Twistron纱线拥有广泛的应用前景，如在海洋环境下利用波浪能或温差能发电，或捕获人员运动出现的能量为可穿戴设备供能。

Twistron纱线本质上是一种不要外加电源的电容器，它由很多根碳纳米管纺成，单根碳纳米管是直径为人头发丝直径万分之一的中空圆柱体。为了提高纱线的弹性，研究人员不断提高纱线的捻度，从而使得纱线呈类似弹簧的螺旋结构。

论文通讯作者、美国德克萨斯大学达拉斯分校纳米科技研究所教授雷·鲍曼（RayBaughman）表示，Twistron纱线除了自身独特的构造，还要电解质的帮助，必须浸泡或涂上诸如盐水的离子导电材料。随后，这些电解质中的离子会自动渗入到纱线中，当纱线被拉伸或扭转时，纱线上的电荷彼此靠近，电压增高，从而出现电能。

在实验室里，研究人员测试了一根重量小于家蝇的Twistron纱线。结果发现，每次被拉伸后，纱线出现的电能可以点亮一个小型LED。据介绍，卷曲的twistron纱线当以每秒30次的频率拉伸时，可出现250瓦每千克（纱线重量）的峰值电功率。

有趣的是，3年前，雷·鲍曼曾用聚乙烯和尼龙制成聚合物人工肌肉，其收缩力是同尺寸天然肌肉的100倍。这种聚合物肌肉在受热和冷冻时会收缩和伸长，于是，研究人员将一根Twistron纱线和之相连，测试Twistron是不是能从环境中采集废热。实验结果表明，Twistron的确可以将人工肌肉的机械能转化为电能。

鲍曼团队对Twistron的应用场景很乐观，它或许可以为电子纺织品供电，也可以放置在海水中，将海浪的机械力采集为电能。在实验室，研究人员将Twistron缝进了上衣，测试发现，在人体正常呼吸时，随着胸腔的起伏，纱线被拉伸并出现电信号。与此前文献报道的其他可织布发电纤维相比，单位重量的twistron纱线能供应高于它们一百倍以上的发电功率。

在海水中的实验也展现了Twistron的应用潜力。在韩国东部海域中，研究人员测试了Twistron在海水中发电的可行性。他们将一根长10厘米、重1毫克的纱线，连接在一只气球和一块静置在海床上的沉子之间。有海浪时，气球会发生沉浮，最高可使纱线达到25%的伸长率。

鲍曼认为Twistron纱线可从海浪中获取巨大的能量，他说，基于目前实现的平均输出功率，只要31毫克的Twistron纱线就可以在100米半径范围内，供应每10秒钟传输2千字节数据包所需的电能。但若要投入使用，Twistron的生产成本仍需降低。