עם ההתפתחות המהירה של מוצרים אלקטרוניים לבישים, אנשים זקוקים בדחיפות להתקני אחסון אנרגיה בעלי גמישות טובה, יכולת הרחבה, ביצועים גבוהים, נוחות ועמידות. התקני אחסון אנרגיה מסיבים, שהם קלים במשקל, קטנים בגודלם ובעלי מבנה מגוונים, הפכו למוקד המחקר של אנשים, ונחשבים לשיטה יעילה לפתרון הפרשי חיי הסוללה של מוצרים אלקטרוניים לבישים.

כיום, חלה התקדמות רבה בפיתוח מקורות כוח ליניאריים חד-ממדיים כגון סוללות ליתיום-יון, סוללות ליתיום גופרית, סוללות גלווניות וסופר-קבלים. ביניהם, ל-AZB יתרונות של קיבולת ספציפית גבוהה (825 mA/g), חומרי גלם עשירים, עלות נמוכה, בטיחות גבוהה וגמישות טובה, וניתן להשתמש בהם כהתקן אחסון אנרגיה עבור מוצרים אלקטרוניים לבישים. עם זאת, סוללות אבץ סיבים מבוססות מים חסרות קיבולת גבוהה וחומרי קתודה יציבים, והייצור הנוכחי של סוללות סיבים כמעט ולא מספק את התכונות המכניות הדרושות לעיבוד טקסטיל, מה שמקשה על ייצור המוני.

לאחרונה, חוקרים מהמכון לחומרים כימיים של האקדמיה הסינית לפיזיקה הנדסית, בהשראת ההידבקות החזקה ופעילות החמצון-חיזור של פולידופמין (PDA), פיתחו סיבי אגירת אנרגיה הניתנים לתפירה, לארוגה ולכביסה באמצעות PDA כחומר פעיל וננו-קלסר. סיב אגירת האנרגיה מציג גם גמישות גבוהה וחוזק גבוה, וניתן להשתמש בו ישירות להכנת טקסטיל לביש לאגירת אנרגיה, המספק דרך חדשה לפיתוח מכשירים אלקטרוניים לבישים. התוצאות פורסמו ב-Advanced Functioned Materials תחת הכותרת "עיצוב ממשק בהשראה ביולוגית של ייצור אבץ סיבים ניתנים לתפירה, לאריגה וניתנים לכביסה עבור טקסטיל חשמלי לביש".

תרשים סכמטי של הכנת טקסטיל לאגירת אנרגיה המבוסס על AZBs גמישים ואפיון ביצועים של PCNF

החוקרים בחרו סיבי ננו-צינוריות פחמן (CNF) כמצע פחמן והניחו את ה-CNF בתמיסה של דופמין, כך שהדופמין יצר פולידופמין (PDA) על פני ה-CNF, וה-CNF המצופים ב-PDA שימשו כקתודה (PCNF). ה-PCNF וחוט האבץ המוכנים ארוגים לבד באמצעות נולים ליצירת טקסטיל לאגירת אנרגיה. הבד, המצופה באלקטרוליט ג'ל פוליוויניל אלכוהול (PVA), יכול לשמש להפעלת מגוון מכשירים אלקטרוניים.

השוואה בין התנגדות אלקטרוליטים וביצועים אלקטרוכימיים של אלקטרודת PCNF תחת טמפרטורות טיפול בחום שונות

על מנת להסיר דופמין שיורי ולהגדיל את שיעור הקינונים בעלי פעילות חמצונית ב-PCNF, דגימות ה-PCNF שעברו פולימריזציה עברו טיפול בחום בטמפרטורות שונות. התוצאות מראות כי לאלקטרודת ה-PCNF עמידות אלקטרוליטים טובה וביצועים אלקטרוכימיים טובים כאשר טמפרטורת הטיפול בחום היא 300 מעלות צלזיוס.

הביצועים האלקטרוכימיים ואפיון FT-IR ו-XPS של אלקטרודת PCNF בטמפרטורת טיפול בחום של 300 ℃

החוקרים תפרו את סיבי אגירת האנרגיה לתבנית ספציפית של טקסטיל לאגירת אנרגיה באמצעות מכונת תפירה, שיכולה לספק אספקת חשמל יציבה למגוון מוצרים אלקטרוניים הן בתנאי כיפוף והן בתנאי כביסה.

תרשים סכמטי וביצועי יישום של טקסטיל לאגירת אנרגיה המבוסס על תפירה ואריגה של AZBs גמישים