[實用新型]一種新型保暖內衣

有效

• 申請號: 201420110467.7
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN203789164U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 王煒
• 申請（專利權）人: 王煒
• 主分類號: A41B9/00
• 分類號: A41B9/00;A41B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及保暖內衣領域，具體涉及用納米發電機、碳纖維來發熱、抵御冬季嚴寒的一種新型保暖內衣。

背景技術

地球現在正在面臨全球變暖的趨勢，全球變暖導致夏天更熱、冬天更冷，尤其是今年，冬天的寒冷程度已創下歷史新低，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，發明一種能夠自行發熱的保暖內衣是十分必要的。

2011年春天，作為美國佐治亞理工學院“納米發電機”項目的華裔首席研究員，王中林成功發明了一種“納米發電機”，此種發電機植入人體后，可把人體運動產生的能量轉化為電能，這一發明被視為一個革命性突破而登上歷史舞臺。此項目的研發科學家們使用數百萬條的納米金屬絲制成一個“納米發電機”，由5個納米發電機組成的微型晶片就能產生3伏特電量，這相當于兩顆AA電池的能量。“納米發電機”比一根人類的頭發還纖細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，從而將機械能轉化為電能，自行發電。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，織物就可自行發電。王中林根據目前的原型估算，將采用這樣的纖維制成的織物，每平方米的輸出功率可達80毫瓦。將這種納米發電機與一眾可以導熱的、將電能轉化為熱能的碳纖維結合起來，足以產生很大的熱能。關于納米發電機：首先用高溫熱蒸發氣相沉積的方法在氧化鋁襯底上合成非常均勻規則的單晶納米線，由于晶格匹配，這些納米線都是垂直生長，具有規則的形貌。而且和襯底結合的十分緊密。然后他們用金屬銀連通襯底的底部導電部分。同時，運用導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電性。更重要的是這一設置使得納米線底部是金屬銀和半導體氧化鋅的連接，形成了歐姆接觸，而針尖上白金和半導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生的正偏壓電能不能釋放，實現了電荷的分離和電荷積累，當原子力顯微鏡的探針繼續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了納米尺度機械能轉化為電能的裝置——納米發電機。

納米發電機的原理是纖鋅礦結構氧化鋅納米線具有半導體性能和壓電效應。所謂壓電效應，是指某些電介質在受到機械壓力時，哪怕這種壓力微小得像聲波震動那樣小，都會產生壓縮或身長等形狀變化，從而引起電介質表面帶電的物理現象。用導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。在納米線的內部和外部分別造成壓縮和拉伸，這種獨特結構導致了彎曲納米線的內外表面產生了反極性的極化電荷。借助半導體性質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，并可用導電的原子力顯微鏡探針接通這一電源，向外界輸電，從而完美的實現了在納米尺度上把機械能轉化為電能。

現有的保暖內衣無法自行發熱，遇到極度寒冷的情況將無法抵御。

本實用新型采用碳纖維材料（復合材料）。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，又能像銅那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料。碳纖維相互搭接成微觀網絡式導電通道，利用布朗運動的基本原理，該網絡通電后，碳纖維將電能迅速轉化為熱能，以輻射的方式將遠紅外線傳遞出去。碳纖維是一種導電的導體，電阻較大，當電流通過時，就會導致分子之間產生強烈的摩擦運動而發熱。因此，可以用碳纖維作為材料來講納米發電機發的電能轉化為熱能，用納米發電機和碳纖維聯合制造的保暖內衣可實現利用人體運動自行發熱的功能，可極好的抵御寒冬嚴寒的侵襲，解決上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種新型保暖內衣，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種新型保暖內衣，包括設置在保暖內衣內的納米發電機，所述納米發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生電流；所述氧化鋅納米線與設置在保暖內衣內的碳纖維發熱元件交錯連接，并且氧化鋅納米線和碳纖維發熱元件分別由管道包裹，但二者交叉處管道相通；所述管道外依次設有遠紅外陶瓷薄膜和樹脂層。