拍打衣服，它就会“发电”，可以当充电宝使用，给手表或手机充电。更厉害的是，在火灾中，衣服“毫发无伤”，穿戴者通过拍打衣服，还可以向救援人员发送求救信号

　　这件有“魔力”的衣服正是安徽农业大学教授龚维团队及其合作者的最新作品摩擦电玄武岩纺织品。

　　石头可以制衣服、衣服还会“发电”，其中的科学原理是什么？何时能真正应用到生活中？近日，《中国科学报》记者正常采访了龚维。

　　“玄武岩是一种常见的普通铺路石料，在地球和月球上的含量都很丰富。经过特殊手段处理后，玄武岩能改变形态，变成一种泛着金属光泽的高性能纤维材料玄武岩纤维。更可贵的是，制造玄武岩纤维的过程中基本没有害于人体健康的物质排出，对环境污染很小。”龚维介绍。

　　事实上，我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维材料之一，实现了工业化生产。

　　“但目前，玄武岩纤维的应用其实是体现在复合材料的增强上。”龚维说，例如，在建筑和土木工程上，用于混凝土中，提高材料的结构强度和耐久性；在航空航天和汽车工业中，用来制造轻量化和高强度的复合材料部件；在海洋工程中，用来制造耐腐蚀的腐蚀材料；还大范围的使用在防火板和隔热材料上。

　　此次工作中，龚维等人大胆创新，采用模拟月壤为原材料，生产出可定制化的玄武岩纤维，进而制备出一种摩擦电玄武岩纺织品。

　　“采用模拟月壤是为了后续使用真实月壤做铺垫。我们大家都希望，未来能够在月球上直接就地取材，制备出月球基地所需的建筑材料。” 龚维强调，地球上的玄武岩也可达到类似效果。

　　摩擦起电是人们日常生活中的常见现象，摩擦电玄武岩纺织品正是利用了这一效应。“我们在玄武岩纤维中，添加了一种聚酰亚胺纤维。当两种不同的纤维发生摩擦接触时，就可以将人体运动产生的能量转化为电能。” 龚维解释道。

　　除了会“发电”，他们还开发了一种可穿戴极端温度报警系统。火灾现场，穿戴者可通过拍打衣服，实时向救援人员传递警示信号，表明他们的存在和位置。

　　龚维介绍，经过一系列实验证明，这种新型纺织品可以在极端高温（520摄氏度）或极端低温（零下196摄氏度）环境中发电，未来有望应用在高低纬度、高海拔、沙漠、甚至于太空等极端环境中。

　　从玄武岩到纤维需要经过熔融和拉丝两个过程：先把大块的玄武岩放置在高温1500摄氏度下熔融2至4小时，碎成均匀的小颗粒，再把小颗粒置于纺丝设备中，在1350摄氏度下拉制成玄武岩单丝。

　　“这两个过程，都对温度的要求非常苛刻。” 龚维说，在熔融阶段，温度太低，玄武岩可能没有完全熔化，还有小颗粒掺杂在里面，很容易出现气泡、结石，形成新的颗粒；在拉丝阶段，熔融温度太高，玄武岩熔体的粘度下降，降低拉丝效率及纤维强度。

　　“刚出的丝就像婴儿，出生时很脆弱，需要小心呵护。如果用力过大，一下就会把丝拉断；等婴儿长大，就需要加快速度，给它一个牵伸的力，促使它成长。”龚维说。

　　为了提高玄武岩纤维品质，他们对熔融、拉丝温度和技术进行了大量攻关研究，经历过无数次的失败和尝试。

　　龚维介绍，“我们设想在玄武岩纤维成型之后，通过涂油器在纤维表面涂覆一层浸润剂，增强纤维的柔软度、强度，即俗称的给纤维上油。或是在玄武岩单丝外面包裹一层柔软度好的舒适性纤维。”

　　随着科学技术的持续不断的发展，当今的纺织已不再局限于满足日常的衣食住行需求。龚维的终极目标是，从服装的方面出发，把一切可戴的电子科技类产品全部做成可穿的。

　　因此，在解决摩擦电玄武岩纺织品可穿的问题后，他们将在衣服上“做文章”，提升发电效率，同时进行更多的电子化设计。

　　“例如，目前衣服的发电效率还是比较低，只能用于手表或手机的应急充电。可穿戴极端温度报警系统的信号传递也都是有线的，未来希望做到无线，以提升纺织品器件的信号稳定性与人体舒适性。”龚维期望着，未来，在衣服上能实现更多功能。（来源：中国科学报王敏）