機友們有沒有發現,不經不覺間,我們渾身上下都是數碼產品。
手中握著一部智慧手機,手腕戴著智慧手錶或者手環,耳朵上戴著真無線藍芽耳機……
除此之外,還有各家手機廠商都在研究的智慧眼鏡,可能是用於AR,也可能是用來拍照、聽歌。
像華為有Eyewear II,小米前不久也發了小米智慧眼鏡探索版,連蘋果的Apple Glasses也時不時曝光一下。
不僅如此,還有很久之前機哥也介紹過的智慧球鞋,不僅可以記錄運動狀態,還能自動繫鞋帶。
So,機哥那天忽然想到,按照這種發展速度,再過個幾年,智慧產品可能真的要覆蓋我們生活的方方面面。
現在問題來了,充電怎麼解決呢?
像我們現在,每天給手機充個一兩次電,每隔幾天還要給耳機、手錶、手環充一次電……
而出門在外,最煩的事情就是電量焦慮,因此還得多帶個磚塊一樣的充電寶。
哦對了,充電寶有時候忘記充電,很可能會出現帶出門才發現沒有電的情況。
被機哥今天這麼一說,是不是難以想象,當渾身上下都是數碼產品的時候,充電會變成一件多麼頭疼的事情。
有需求,自然就會有人研究該怎麼解決問題。
前不久,機哥在知名科學期刊《Nature》上無意中看到,一篇來自我們中國復旦大學科研團隊的論文,結果打開了新世界的大門。
這篇論文寫的是,他們在研究一種「智慧衣服」。
神奇就神奇在,它雖然也是個智慧可穿戴裝置,但最大的用途反而是:給手機等裝置進行無線充電。
吶,廢話少說,我們直接看實測:
(動圖經過3倍加速)
機哥眼瞅著,手機剛放到一塊布上面,就開始充上電。
不由得一句“臥槽”冒了出來……
假如日後我們的衣服、褲子都能給手機充電,這豈不是就是行走的充電寶?
看著很美好,但機哥要勸大家先別激動,畢竟目前還是研究階段。
這種智慧衣服想要取代充電寶,仍然有一段距離。
目前,每1米的纖維鋰離子電池,電池容量只有25mAh。
機哥查了一下,去年iPhone 12 mini的電池容量是2227mAh。
換句話說,哪怕不計算損耗,也要89米長的纖維電池。
但是,機哥要說但是了。
我們不妨換個思路,如果只是給一些小型的可穿戴裝置充電呢?
他們還真的測了,1米的電池,就能給心率監測儀、血氧儀等,提供超過2天的使用電量。
也許目前這個階段,研究研究怎麼怎麼給小型裝置充電更實際。
說到這裡,機友們應該好奇,這是怎麼做到的?
這次的論文,他們研究的命題是「纖維鋰離子電池」。
吶,我們的衣服,都是纖維織成的;我們的手機電池,是由鋰元素作為原材料。
但能把纖維做成鋰離子電池,這還真的很少聽聞。
說起來,它的原理不難懂。
只要把傳統的鋰離子電池做成一根根細長的形狀,並用特殊材料封裝起來,再把它們編織起來就ok。
瞧,這是就是纖維電池的橫截面:
但……說起來簡單,做起來難呀。
之所以能登上《Nature》,並且被評為“儲能領域和可穿戴技術領域的里程碑研究”,是因為它的的確確在很多方面有所突破。
在以前,科學界普遍的認知都是電池越長,內部的電阻就越大,所以不可能把電池做得很長。
沒想到復旦大學這個團隊,在前幾年的一次實驗裡,偶然發現纖維鋰離子電池跟常識不一樣,它的內阻會隨長度的增加而降低。
emmm,機哥感覺他們教會了我們大家,常識不一定永遠都是正確的,任何事情都會有例外~
於是他們就從0.1米、0.2米、0.5 米、1米……一直到最終的10米,一步一步試驗。
最終證實,有足夠大的面積,可以拿來做衣服了。
But,新的問題出現了。
一塊電池有正極,也有負極。如果正負極直接弄到一起……就短路了。
纖維電池這玩意,每一根就那麼細,豈不是很容易出事?
所以復旦的這個團隊,就花了功夫設計去設計電池內部:
將正極纖維和包覆隔膜的負極纖維進行纏繞組裝,並進行有效的封裝,最終實現了高效能纖維鋰離子電池的連續化製備。
也就是說,他們在如此細的空間裡,還實現了用薄薄的一層隔膜分離了正負極。
別小看他們設計的這個結構,機哥接下來就要說有多牛逼。
我們現在日常生活裡的電池,都是一整塊的固態。但衣服不一樣,它很可能會被蹂躪成各種形態。
但機哥現在看到的演示,無論怎麼折,都不影響充電。
除此之外,把纖維電池做成衣服還會有一個問題。
我們出門在外,免不了會出汗,或者可能會淋雨。如果丟進洗衣機,那更加是360度無死角泡在水裡。
要知道,電器這種東西,一碰到水就很容易完蛋。那麼,這種智慧衣服在上面這幾種情景下,會漏電嗎?或者還能繼續工作嗎?
(織物電子器件電路)
經過無數次實驗,現在這種封裝結構,哪怕是吸收了水分,也不影響繼續充電。
甚至,連發熱問題都被解決了。
在長達40分鐘的充電裡,整件衣服的溫度都能保持相對一致,不會變得特別燙。
所以機哥眼瞅著,他們目前的完成度已經很高了。
按照他們的說法,在未來3~5年內,有機會實現量產。也許智慧衣服,離我們真的不遠了。
這種充電方式一旦實現,那手機的充電口,可能會徹底再見。
傳說中的一體化無孔手機,終於要來了?
只是,你們以為智慧衣服能充電就完了嗎?
不不不,復旦這個團隊還想做得更多。
機哥翻了翻論文,原來這個復旦大學的團隊,一直以來都在研究衣服還能幹啥。
就在半年前的另一篇《Nature》論文裡,他們才展示了另一項成果:智慧顯示布。
名字聽起來很炫酷,實際上就是想把衣服變成顯示屏。
比如說,目前已經能做到,顯示簡單的數字和字母,並且還有個小鍵盤來輸入:
而智慧衣服聯網後,還能回覆簡訊。
如果未來能做到打電話,也許有機會取代手機?
只是目前這個亮度,機哥同樣覺得還只是一個展示的階段,要商用肯定是不夠的。
畢竟在演示影片裡,復旦的團隊展示的另一個應用,是用於導航。
這個清晰度,哪怕想要取代智慧手錶,都還是有點難度的。
但機哥覺得未來可期。畢竟智慧手錶的顯示屏不能做得很大,而衣服則沒有這個限制。
看到這裡,機哥的確能感受到智慧衣服夠炫酷。
其實早在幾年前,他們就已經想到,如果能把衣服變成顯示屏,那用處就大得去了。
只是,我們熟知的OLED屏,雖然是柔性屏,但它不可能像衣服那樣隨意變形。
機友們瞧瞧現在的摺疊屏手機,就知道OLED屏的侷限性有多大了。
所以復旦這個團隊,必須找到別的材料來做衣服。
我們現在的衣服,實際上是由橫向、縱向的纖維編織而成。
經過幾年的研究,他們研製出兩種材料:
負載有發光活性材料的高分子複合發光纖維、透明導電的高分子凝膠纖維。
會發光的纖維,用於縱向;另一種則是橫向用於固定。
最終,他們在今年上半年發表的論文裡,演示了這種大面積發光的布料:
既然是布料,用來蹂躪也是ok的:
So,這一項發明,倒是給智慧衣服探索了另一條道路。
機哥不得不感慨,隨著科技的發展,總能把不可能變成可能。
從智慧手機到智慧手錶,從智慧鞋子到智慧衣服,這些東西放在二三十年前,可能只存在於科幻片中,但現在逐一變成現實。
或許,隨著手機的功能被越來越多智慧產品所替代,手機這個形態在若干年後,會徹底消失吧。