カーボンナノチューブを撚って作った糸は引っ張ると発電する…スマート衣料の実用化へ

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スマートな服は誰もがほしいと思っているけど、みんな、バッテリーパックを着るのは嫌だ、と言うだろう。まあ典型的な第一世界問題だけど、そのソリューションの中には単純におもしろいものもある。テキサス大学ダラス校の研究者たちが、カーボンナノチューブを撚(よ)って作った撚り糸で発電する方法を作り出し、しかもそれに、ツイストロン(twistron)というかっこいい名前をつけた。

引っ張ったり押したりすると発電する圧電素子素材は、これまでにも多種類あるけど、このツイストロン撚り糸には強度と柔軟性があり、おまけにスーパーキャパシター(超コンデンサー)として動作する。極細のカーボンナノチューブを集めて撚り、コイル状にすると、伸展性、伝導性など、役に立つ資質を持つようになるのだ。

同校のナノテク研究所のトップRay Baughmanが、ニュースリリースで述べている: “電子織物には大きな商業的関心が集まっているが、では、それらにどうやって電力を供給するのか? 人間の体の動きから電気エネルギーを得ることは、バッテリーを不要にする方法の一つだ。われわれの撚り糸は、これまでの各種文献に報告されているそのほかの可織繊維に比べて、伸展したときに得られる電力が100倍以上大きい”。

とは言っても、それが微々たる大きさであることに違いはないが、でも組込みシステムは電力要量が小さい。では、何が問題か?

そう、つまり問題は、このツイストロンは電解液に浸けないと動作しない。しかし、たしかにそれだけを想像すると大変そうだが、実際にはそれほどでもない。チームがScience誌に発表したペーパーによれば、ツイストロンを固体電解質…塩性のポリマー…で包むことによって、液体に浸けなくても発電できた。

研究チームがツイストロンで編んだシャツは、着用者の呼吸から実用レベルの電気を生成した。数分おきにバーストでデータを送るワイヤレスのトランシーバーなど、低電力のデバイスをシャツに編み(織り)こめば、この微小な電力で十分実用になるだろう。

チームは、海の波でもテストした。ペーパーの共著者の一人Shi Hyeong Kimは、ツイストロンの撚り糸で作ったおもりに風船をつけて、彼の故郷韓国のしょっぱい海に投じた。波の動きから撚り糸は力を受けて伸展し、電気を生成した。この方法はスケール(規模拡大)も容易であり、用途に応じ自由にカスタマイズして、海から電力を取り出すだろう。

“われわれのツイストロンを使った電力収穫機をもっと安価に作れるようになれば、大量のエネルギーが海の波から得られるようになるだろう”、とBaughmanは述べている。

チームはすでに特許を申請し、その応用を研究しているが、クールな技術がいつもそうであるように、世の中で一般的に見られるようになるまでは時間がかかる。なお、同大のナノテク研究所のサイトへ行くと、そのほかのおもしろいプロジェクトも見られる。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))