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用功能化纱线织就,农用大棚可在雨中发电

2020-06-04 15:32:38
来源:科技日报 作者:洪恒飞 柯溢能 科技日报记者 江耘 评论:0
导语:3日,记者从浙江大学获悉,该校生物系统工程与食品科学学院平建峰研究员课题组首次将摩擦纳米发电机技术应用于农用纺织品中,织成智能化农用纺织品后利用雨水冲刷时的电子转移与流动产生电流,为智慧农业供能。这项研究已发表于国际知名期刊《纳米能源》。

  3日,记者从浙江大学获悉,该校生物系统工程与食品科学学院平建峰研究员课题组首次将摩擦纳米发电机技术应用于农用纺织品中,织成智能化农用纺织品后利用雨水冲刷时的电子转移与流动产生电流,为智慧农业供能。这项研究已发表于国际知名期刊《纳米能源》。

  环境温湿度、光照强度、水分、盐碱度、作物生理指标……这些参数关系农作物生长,现代农业通过农业信息智能感知技术便可轻松“一网打尽”。然而实时监测这些指标需要电力驱动,田间地头常常难以铺设管线,而电池续航能力有限且污染风险较突出。如何充分利用自然能为智慧农业供能?这一问题为科学家所关心。

  南方地区经常暴雨成灾,对农业生产造成损失。农用纺织品在大棚设施中最为常见,是否可以将其改装成可以遮阴挡雨、保护作物的发电机?产生这一想法后,课题组很快投入实践,对农用纺织品的纱线进行了特殊改造,在大棚表面覆盖了两层特殊材料——导电的碳化钛纳米材料和不导电的聚二甲基硅氧烷。

  “聚二甲基硅氧烷能够防水并与环境中的雨水发生电子转移。而碳化钛感应电极,不仅具有高导电性能,还因其高电负性可以助力表面聚合物抢夺电子。”平建峰解释道,因此在实现农用纺织品原有的农用保护材料、保温、遮阳、水土保持、排水灌溉、种子培育基材的功能基础上,还能从农业环境中源源不断地获取能源,为智慧农业提供驱动力。实验数据显示,在9.5牛顿的连续力作用下,3厘米长的纱线就能产生7.7伏的电压。

  “这两种材料具有良好的生物相容性,而且整个制备过程易于规模化和工业化。”平建峰介绍道,未来通过连接储能设备,这些被改造的农用纺织品,不仅可以为种植业和畜牧业提供保护,还可以为物联网感知器件源源不断地输送电能,从而开展农业信息的无源监测和实时提供天气状况。

(责任编辑:韩梦晨)

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