这种纱线可以自己发电

将来，你的锻炼——或者更准确地说是你的健身装备——可能会产生足够的能量来为你的活动追踪器充电。来自德克萨斯大学达拉斯分校和韩国汉阳大学（以及其他机构）的研究人员发现，通过将碳纳米管扭成纱线，形成所谓的“扭子收割机”，他们可以利用机械能并将其转化为电能。他们本周在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。

“想象 twistron 收割机最简单的方式是，你有一根纱线，你把它拉长，然后就能产生电能，”德克萨斯大学达拉斯分校的纳米技术研究员、主要作者卡特海恩斯 (Carter Haines) 说。

需要说明的是，海恩斯并不是特别想让你的健身追踪器工作更长时间。然而，他感兴趣的是利用机械能波——从海浪到人类运动，比如我们在人行道上行走时产生的振动——并找到一种利用它的方法。我们可能已经学会了利用原子能，但当谈到将机械能转化为电能时，我们唯一经济上可行的选择是水力发电和风能。这项新研究中详述的技术可能使我们更接近于利用机械能用于更广泛的用途。

我们说的不是你用来编织的纱线。海恩斯和他的合著者使用了碳纳米管——这种结构的直径比人类头发小 10,000 多倍。碳纳米管最著名的用途可能是作为 Vantablack 的关键成分，这是一种超黑“涂料”，可吸收 99.965% 的可见光。

研究人员取出碳纳米管薄片，然后旋转它们，其旋转方式让人想起睡美人刺破手指的纺车。人们可能会说，由此产​​生的电荷就是他们自己的白马王子。

“我们只需要一些小型电动机，打开电源，它就会旋转。我们可以将那张纸连接到电动机上，然后它就会纺成纱线——就像你在制作羊毛一样，”海恩斯说。“还有一个技巧，就是我们将纱线扭到很高的程度，直到它开始卷起来。在适当的条件下，你会得到一个像弹簧一样的漂亮线圈，如果你得到了弹簧，你就有了发电所需的刺激。”

由此产生的 twistron 收割机所需要的只是一点电解质——这种物质在溶于水后，有助于溶液导电。一点盐水就可以起到这样的作用，给纱线充电。当纱线被扭曲或拉伸时——例如，当穿着用这种材料编织的裤子的人触摸脚趾时，或者当海浪冲刷一片这种材料时——纱线上的电荷会更接近，从而增加它们的能量。

到目前为止，海恩斯和他的同事已经能够将 twistron 采集器缝入衬衫中，正常呼吸会拉伸纱线并产生电信号。目前，碳纳米管相对昂贵。但海恩斯认为它们在智能家居设备中的应用并不遥远。积累数百个传感器很容易，每个传感器只需要很少的电量——但无休止地给电池充电或插入家里的电力系统会很麻烦——因此，也许少量的 twistron 采集器可以让你的设备实现自给自足。

未来，随着纳米管成本的下降，海恩斯希望它们能够用于获取海浪能量。

海恩斯说：“你需要一个好的设备来收集这些能量，但不能随着时间的推移而损坏。”而海洋中的咸水已经提供了纳米管所需的电解质溶液。