一種新型保暖內(nèi)衣的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型保暖內(nèi)衣，包括設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的納米發(fā)電機，所述納米發(fā)電機包括氧化鋅納米線和原子力顯微鏡探針針尖，且所述氧化鋅納米線在原子力顯微鏡探針針尖的作用下變彎而產(chǎn)生電流；所述氧化鋅納米線與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件交錯連接，并且氧化鋅納米線和碳纖維發(fā)熱元件分別由管道包裹，但二者交叉處管道相通；所述管道外依次設(shè)有遠(yuǎn)紅外陶瓷薄膜和樹脂層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)合了納米發(fā)電機、碳纖維為材料，有效的解決了舒適和保暖的問題，制造出來的內(nèi)衣輕便柔軟、舒適耐用、溫暖柔和，避免身體水分流失。
【專利說明】一種新型保暖內(nèi)衣
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及保暖內(nèi)衣領(lǐng)域，具體涉及用納米發(fā)電機、碳纖維來發(fā)熱、抵御冬季嚴(yán)寒的一種新型保暖內(nèi)衣。
【背景技術(shù)】
[0002]地球現(xiàn)在正在面臨全球變暖的趨勢，全球變暖導(dǎo)致夏天更熱、冬天更冷，尤其是今年，冬天的寒冷程度已創(chuàng)下歷史新低，更有新聞報道，外國已有30余人被凍死。我們走在街上，也已感到過渡的寒冷也已穿透我們厚厚的衣服，一步步侵襲我們的身體，因此，發(fā)明一種能夠自行發(fā)熱的保暖內(nèi)衣是十分必要的。
[0003]2011年春天，作為美國佐治亞理工學(xué)院“納米發(fā)電機”項目的華裔首席研究員，王中林成功發(fā)明了一種“納米發(fā)電機”，此種發(fā)電機植入人體后，可把人體運動產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能，這一發(fā)明被視為一個革命性突破而登上歷史舞臺。此項目的研發(fā)科學(xué)家們使用數(shù)百萬條的納米金屬絲制成一個“納米發(fā)電機”，由5個納米發(fā)電機組成的微型晶片就能產(chǎn)生3伏特電量，這相當(dāng)于兩顆AA電池的能量。“納米發(fā)電機”比一根人類的頭發(fā)還纖細(xì)500倍，由于這個微型輕便的特點，理論上它可以植入幾乎任何載體，比如衣服、鞋子，甚至人類的心臟。將納米發(fā)電機裝在衣服里，可隨人體運動彎曲或拉伸，從而將機械能轉(zhuǎn)化為電能，自行發(fā)電。王中林等人的這項成果其最大吸引力在于，只要衣服穿上無需做任何特別的動作，織物就可自行發(fā)電。王中林根據(jù)目前的原型估算，將采用這樣的纖維制成的織物，每平方米的輸出功率可達(dá)80毫瓦。將這種納米發(fā)電機與一眾可以導(dǎo)熱的、將電能轉(zhuǎn)化為熱能的碳纖維結(jié)合起來，足以產(chǎn)生很大的熱能。關(guān)于納米發(fā)電機:首先用高溫?zé)嵴舭l(fā)氣相沉積的方法在氧化鋁襯底上合成非常均勻規(guī)則的單晶納米線，由于晶格匹配，這些納米線都是垂直生長，具有規(guī)則的形貌。而且和襯底結(jié)合的十分緊密。然后他們用金屬銀連通襯底的底部導(dǎo)電部分。同時，運用導(dǎo)電的原子力顯微鏡作為機械能輸入和電能的收集部分。彎曲并測量氧化鋅納米線的原子力顯微鏡探針針尖是鍍了白金的硅材料制成，既保證了彎曲納米線所需的鋼度同時也具備了良好的導(dǎo)電性。更重要的是這一設(shè)置使得納米線底部是金屬銀和半導(dǎo)體氧化鋅的連接，形成了歐姆接觸，而針尖上白金和半導(dǎo)體氧化鋅的接觸形成了肖特基勢壘，正是由于這一巧妙的設(shè)置加上單晶氧化鋅納米線獨特的電壓性能，使得被彎曲拉長的氧化鋅納米線一面所產(chǎn)生的正偏壓電能不能釋放，實現(xiàn)了電荷的分離和電荷積累，當(dāng)原子力顯微鏡的探針繼續(xù)掃過納米線頂部到納米線被壓縮部分時，由于壓縮部分的氧化鋅納米線一面是負(fù)電壓，積累的壓電電荷得到釋放，為外電路輸出電流，從而在世界上首次實現(xiàn)了納米尺度機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——納米發(fā)電機。
[0004]納米發(fā)電機的原理是纖鋅礦結(jié)構(gòu)氧化鋅納米線具有半導(dǎo)體性能和壓電效應(yīng)。所謂壓電效應(yīng)，是指某些電介質(zhì)在受到機械壓力時，哪怕這種壓力微小得像聲波震動那樣小，都會產(chǎn)生壓縮或身長等形狀變化，從而引起電介質(zhì)表面帶電的物理現(xiàn)象。用導(dǎo)電的原子力顯微鏡探針針尖去彎曲豎直生長的氧化鋅納米線。在納米線的內(nèi)部和外部分別造成壓縮和拉伸，這種獨特結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了彎曲納米線的內(nèi)外表面產(chǎn)生了反極性的極化電荷。借助半導(dǎo)體性質(zhì)的氧化鋅納米線和其金屬尖部的肖特基勢壘將電能暫時儲存在氧化鋅納米線內(nèi)，并可用導(dǎo)電的原子力顯微鏡探針接通這一電源，向外界輸電，從而完美的實現(xiàn)了在納米尺度上把機械能轉(zhuǎn)化為電能。
[0005]現(xiàn)有的保暖內(nèi)衣無法自行發(fā)熱，遇到極度寒冷的情況將無法抵御。
[0006]本實用新型采用碳纖維材料(復(fù)合材料)。碳纖維材料是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小，比不透剛還耐腐蝕，比耐熱鋼還耐高溫，又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。碳纖維相互搭接成微觀網(wǎng)絡(luò)式導(dǎo)電通道，利用布朗運動的基本原理，該網(wǎng)絡(luò)通電后，碳纖維將電能迅速轉(zhuǎn)化為熱能，以輻射的方式將遠(yuǎn)紅外線傳遞出去。碳纖維是一種導(dǎo)電的導(dǎo)體，電阻較大，當(dāng)電流通過時，就會導(dǎo)致分子之間產(chǎn)生強烈的摩擦運動而發(fā)熱。因此，可以用碳纖維作為材料來講納米發(fā)電機發(fā)的電能轉(zhuǎn)化為熱能，用納米發(fā)電機和碳纖維聯(lián)合制造的保暖內(nèi)衣可實現(xiàn)利用人體運動自行發(fā)熱的功能，可極好的抵御寒冬嚴(yán)寒的侵襲，解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于提供一種新型保暖內(nèi)衣，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種新型保暖內(nèi)衣，包括設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的納米發(fā)電機，所述納米發(fā)電機包括氧化鋅納米線和原子力顯微鏡探針針尖，且所述氧化鋅納米線在原子力顯微鏡探針針尖的作用下變彎而產(chǎn)生電流；所述氧化鋅納米線與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件交錯連接，并且氧化鋅納米線和碳纖維發(fā)熱元件分別由管道包裹，但二者交叉處管道相通；所述管道外依次設(shè)有遠(yuǎn)紅外陶瓷薄膜和樹脂層。
[0010]進(jìn)一步的，所述樹脂層由絕緣導(dǎo)熱耐溫防水層包裹。
[0011]進(jìn)一步的，將所述氧化鋅納米線與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件交錯連接，替換為:一束碳纖維發(fā)熱元件以S型形態(tài)分布在保暖內(nèi)衣內(nèi)部，并將一段氧化鋅納米線與碳纖維發(fā)熱元件連接起來。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)合了納米發(fā)電機、碳纖維為材料，有效的解決了舒適和保暖的問題，制造出來的內(nèi)衣輕便柔軟、舒適耐用、溫暖柔和，可以避免身體水分流失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為新型保暖內(nèi)衣的納米發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為新型保暖內(nèi)衣的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為新型保暖內(nèi)衣的部分發(fā)電過程示意圖。
[0016]圖4為新型保暖內(nèi)衣的部分發(fā)電過程示意圖
[0017]圖中:1-納米發(fā)電機、2-氧化鋅納米線、3-原子力顯微鏡探針針尖、4-碳纖維發(fā)熱元件、5-遠(yuǎn)紅外陶瓷薄膜、6-樹脂層、7-絕緣導(dǎo)熱耐溫防水層。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]請參閱圖1-4，本實用新型實施例中，一種新型保暖內(nèi)衣，包括設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的納米發(fā)電機1，所述納米發(fā)電機I包括氧化鋅納米線2和原子力顯微鏡探針針尖3，且所述氧化鋅納米線2在原子力顯微鏡探針針尖3的作用下變彎而產(chǎn)生電流；所述氧化鋅納米線2與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件4交錯連接，并且氧化鋅納米線2和碳纖維發(fā)熱元件4分別由管道包裹，但二者交叉處管道相通；所述管道外依次設(shè)有遠(yuǎn)紅外陶瓷薄膜5和樹脂層6;所述樹脂層6由絕緣導(dǎo)熱耐溫防水層7包裹。
[0020]本實用新型將所述氧化鋅納米線2與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件4交錯連接，替換為:一束碳纖維發(fā)熱元件4以S型形態(tài)分布在保暖內(nèi)衣內(nèi)部，并將一段氧化鋅納米線2與碳纖維發(fā)熱元件4連接起來。這種結(jié)構(gòu)避免了交叉處管道的處理問題，隨著氧化鋅納米線因形變而產(chǎn)生的電能就可以傳導(dǎo)到碳纖維中從而發(fā)熱。
[0021]本實用新型的工作原理是:隨著人體的運動彎曲或拉伸，從而發(fā)電，然后再通過碳纖維將電能轉(zhuǎn)化為熱能。
[0022]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0023]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種新型保暖內(nèi)衣，包括設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的納米發(fā)電機，所述納米發(fā)電機包括氧化鋅納米線和原子力顯微鏡探針針尖，且所述氧化鋅納米線在原子力顯微鏡探針針尖的作用下變彎而產(chǎn)生電流；其特征在于，所述氧化鋅納米線與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件交錯連接，并且氧化鋅納米線和碳纖維發(fā)熱元件分別由管道包裹，但二者交叉處管道相通；所述管道外依次設(shè)有遠(yuǎn)紅外陶瓷薄膜和樹脂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型保暖內(nèi)衣，其特征在于，所述樹脂層由絕緣導(dǎo)熱耐溫防水層包裹。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型保暖內(nèi)衣，其特征在于，將所述氧化鋅納米線與設(shè)置在保暖內(nèi)衣內(nèi)的碳纖維發(fā)熱元件交錯連接，替換為:一束碳纖維發(fā)熱元件以S型形態(tài)分布在保暖內(nèi)衣內(nèi)部，并將一段氧化鋅納米線與碳纖維發(fā)熱元件連接起來。
【文檔編號】A41B17/00GK203789164SQ201420110467
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】王煒 申請人:王煒