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Energy harvesting yarn 개발
연구원 2018-03-29 242

Energy harvesting yarn 개발

 

Georgia TechZhong Lin Wang이 이끄는 과학자들이 주로 폴리에스터와 면, 실크, 양모와 같은 일반적인 의류소재로 구성된 에너지 수확 원사를 개발해 밝은 색상의 세탁 가능한 energy harvest fabric을 개발하는데 성공하였다. 이 직물은 일반적으로 가볍게 산책하는 과정에서도 전력을 충전할 수 있는 에너지를 얻을 수 있다.

이러한 직물은 양말이나 스웨터 등의 다양한 의류에 수놓은 다음에 착용식 의료센서나 스마트 워치 또는 휴대전화를 충전하기 위한 장치로 활용할 수 있다.

 

이 원사는 2012년에 처음 개발된 마찰장치인 마찰발전기를 기반으로 하고 있다. 이 마찰장치는 두 가지 재료 사이의 마찰로 인한 정전기를 이용한다.

이 디자인은 상대적으로 간단하며, 도체(일반적으로 금속)와 유전체 재료(종종 폴리머)가 가까이 있어야 한다. 유전체는 절연체이지만 표면에 정전기가 축적될 수 있다.

두 물질이 가까워지면 전자는 유전체에서 도체로 이동한다. 그들이 다시 움직일 때 그 전자들은 전하를 저장하기 위한 capacity 또는 전력을 생성하기 위한 회로로 흐른다. 이 발전기는 평방미터 당 수십 밀리와트의 수확량을 낼 수 있다.

그다지 많지는 않지만 재킷 크기의 마찰발전기는 착용자의 손을 짚지 않고도 100mW를 만들 수 있으나, 이 량이면 작은 센서에 전원을 공급하거나 수백 미터 떨어진 곳에 있는 수신기에 폭발적인 데이터를 보내기에 충분해, 현재 착용할 수 있는 재킷을 만들고 있는 것으로 전해지고 있다.

연구원들은 폴리에스터나 커튼과 같은 소재로 직경 약 50의 얇고 유연한 스테인리스 스틸 섬유를 덮어 마찰전기를 발생시킬 수 있는 얀을 만들 수 있음을 깨달았고, 원사의 바깥쪽에는 절연체인 한 어떤 재료로도 대체할 수 있었다.

Wang 연구그룹은 섬유산업의 기계류를 이용하여 강철을 섬유로 감싸고 섬유로 직물을 짜는 작업을 수행하였다. power cloths는 다음과 같은 두 가지 방법으로 전기를 생산할 수 있다고 그는 말하고 있다.

실이 늘어나 풀리면 외부 절연 층은 강철코어에 가깝게 이동한 다음 다시 떨어져서 작은 전류를 생성한다.

슬리브와 스웨터와 같은 두 개의 옷감이 서로 문지르는 경우에도 전류는 생성된다. 이 에너지는 섬유의 capacity로 포착되거나 부착된 전선을 통해 다른 장치로 보낼 수 있다. 연구원들은 이 직물의 전력발생 가능성을 시험하기 위해 신축성 있는 스판덱스로 만든 power cloth를 스웨터 양말에 바느질하고 다른 스웨터는 스웨터의 겨드랑이에 바느질했다.

양말은 도보로 약 19초 후에 1볼트 충전할 수 있었다. 천은 최대 90%의 습도에서도 작동하기 때문에 과도한 발한을 견뎌낼 수 있으며, 또한 세탁 120 사이클도 견뎌낸 것으로 전하고 있다.

 

* 출 처 : http://www.fibre2fashion.com/

손성군통섭섬유연구소 번역

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