中国新突破:衣服能发光!身体是发电站?智能纤维登《科学》顶刊

衣服能在夜晚发光,甚至还能为你的手机充电,这是中国科学家带来的全新突破!



大家好,我是奥利给!我们专做老人和孩子都能听明白的科普!


想象一下,未来的某一天,我们的衣服不仅能保暖、时尚,还能变身为自给自足的小型发电站!


这不是科幻电影,这是东华大学科研团队给我们带来的超酷发明——一种神奇的智能纤维,他们在《科学》杂志上发表了这项令人瞩目的研究成果。



有人说了,这有什么新奇的!这不就是智能可穿戴设备嘛!满大街都是!而且智能纤维的开发在国际上也非常多,都是基于“冯·诺依曼架构”!


什么是“冯·诺依曼架构”?


这是计算机科学里的一个老祖宗级别的概念。这个名字来自于一个超级聪明的数学家和物理学家,约翰·冯·诺依曼。


上个世纪40年代,这位大佬在计算机刚刚起步的时候,就提出了一种让计算机如何高效运转的设计思路,这就是“冯·诺依曼架构”。


那么,这个架构到底长啥样呢?简单来说,它就像是计算机的“大脑结构图”,告诉计算机应该如何组织信息,才能高效地进行思考和运算。




这个架构包括了几个关键的部分:中央处理器(CPU)、内存、输入设备和输出设备,还有超级重要的存储器。


现在,几乎所有的通用计算机,无论是个人电脑、服务器,还是智能手机和其他嵌入式系统,都采用了这种架构。


大家已经习以为常,但其实“冯·诺依曼架构”同样也面临着一些挑战,比如存储速度的问题和、能耗的问题。


中国科学家的突破


可以自己发光的智能纤维,如果按照“冯·诺依曼架构”来研究的话,那就需要中央处理器、内存,也就是说,用智能纤维做件衣服,还是得挂上电池,装上芯片,这衣服才能发光。



如果是智能耳机,扣在头上大家还能接受,如果一件衣服,穿在身上又笨又重,那大家肯定接受不了。


而这一次东华大学科研团队是开创性地提出了“非冯·诺伊曼架构”的新型智能纤维,有效地简化了可穿戴设备和智能纺织品的硬件结构,让它的舒适性大大提高。


他们提出了一种基于“人体耦合”的能量交互机制,研发出了这种集无线能量采集、信息感知与传输于一体的新型智能纤维。


这种纤维的神奇之处在于,它不需要依赖任何外部电源,比如电池或者插座,就能实现发光显示、触控等人机交互功能。



这就是我们说的突破!但是,如果这些纤维不带电池,没有芯片,他哪来的电呢?


下面我们就要来说说“人体耦合”这个关键词了!


什么是“人体耦合”?


人体耦合,这个词听起来有点拗口,但别担心,奥利给保证用最接地气的方式给你讲清楚。


首先,咱们得知道,人体耦合并不是什么神秘的超能力,而是一种非常聪明的能源利用方式。



简单来说,它就是利用我们人体作为一个自然的导体,来传递和收集能量。是不是听起来有点像是人体充电宝?没错,就是这么一回事!


在我们的日常生活中,周围充满了各种电磁波,比如手机信号、无线网络信号等等。


这些电磁波就像是空气中的隐形能量,一般情况下,它们穿过我们的身体,我们却毫无察觉。


但是,人体耦合技术就像是给这些隐形能量找到了一个“出口”,让它们能够被我们利用起来。



那么,这个“出口”是怎么工作的呢?想象一下,你的身体就像是一个电路中的导线,当电磁波通过你的时候,它们的一部分能量就被“捕获”了。


然后,这些能量可以通过特殊的装置,比如智能纤维,转换成我们可以使用的电力。


这种智能纤维,就是利用人体耦合原理制成的。它们能够感应到通过人体的电磁波,并且把这些能量转换成光或者电。



这种纤维的结构很巧妙,它有三层,分别是感应交变电磁场的纤维天线、提高电磁能量耦合容量的介电层,以及电场敏感的发光层。


这三层结构协同工作,只要人体一接触,就能触发纤维的发光和发电功能。


而且,这种纤维的成本并不高,因为它使用的都是市面上比较常见的原材料,这样说来,离我们的生活就不远了。



想象一下,这样的智能纺织品将会怎样改变我们的生活。比如,晚上出门跑步,衣服上的发光纤维不仅能让你更安全,还能成为一道亮丽的风景线。


或者,当你在野外露营时,衣服能提供紧急照明,甚至为你的电子设备充电。


可以再大胆一些,如果涓涓细流汇聚成河,会不会引发新的能源革命呢?


我是奥利给,我们下次见!


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页面更新:2024-04-09

标签:纤维   衣服   智能   中央处理器   发电站   高效   电磁波   中国   架构   能量   人体   身体   计算机   科学

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