根據 Impactful Insights 最新的報告，能量收集在全球智慧紡織品市場中按功能佔據最大的市場占比。該報告顯示，智慧紡織品市場在 2023 年的價值為 41 億美元，並預計到 2032 年將增至 245 億美元，顯示出 21.5% 的複合年成長率（CAGR）。在 Markets and Markets 的另一份報告中，2023 年全球能量採集市場規模為 6 億美元，預計到 2028 年將達到 9 億美元，期間顯示出 10% 的複合年成長率（CAGR）。
這並不是由單一因素驅動的。相反，是政府立法、資金政策、研究與開發（R&D）反映的結果，再加上技術進步、微型化、設計、產業和消費者需求等多種因素共同作用。這個產業仍處於相對早期階段，但在技術進步和市場方面正迅速成長。現在是時候更密切關注纖維開發和紡織能量採集的創新，並檢視它們的重要性。
在最近發表於《Device Journal》上的一篇題為《可點擊的刺繡摩擦電傳感器用於智慧織物》的論文中，北卡羅來納州立大學的助理教授Rong Yin和他的同事們指出了一個重要的設計問題：大多數柔性電子設備在結構和構造上仍然與傳統紡織品不同，阻礙了它們的整合和規模化。
正如論文標題所示，研究人員使用刺繡展示了早期設計輸入的潛力，使用刺繡將傳統紡織品轉變為「可點擊」的按鈕。這是透過使用具有雙重摩擦電紗線的刺繡圖案來實現的，從而形成3D結構。藉由調整摩擦電輸出所需的紗線間距以及其他性能指標來實現優化和定制。
研究人員發現，設計3D而非2D刺繡可以透過保持頂部和底部之間的一定距離來優化摩擦電輸出和觸覺感覺，並且為每一層使用不同的刺繡針法。透過結合兩個間距不同的刺繡傳感器，創建了一個雙傳感器設備，允許更複雜的輸入，並且由於其自供電特性，易於集成，且在成品服裝中對穿戴者來說幾乎察覺不到。
為了實現可穿戴設備在供電方面的性能、輕便、柔軟性和佩戴舒適性，研究人員正致力於開發工程纖維。英國南安普敦大學和泰國拉瑪卡拉科技大學的研究人員正在開發使用空心結構聚合物來達到這一目的。
透過靜電紡絲技術，生產出直徑約為兩微米的空心聚偏二氟乙烯（PVDF）纖維。使用自供電傳感器消除了對單獨電池的需求，從而減少了重量和體積，增加了服裝的靈活性和佩戴舒適性。
特別是軍事人員和戶外運動愛好者可能會受益於此，機械運動（例如腳部、膝部、臀部和肘部的運動）產生的能量被證明是一種有效的轉換為電能的來源。在壓電聚合物的工程設計中，研究人員有信心它可以以既柔軟又透氣的形式輕鬆生產，這些特性在可穿戴設備中特別需要。
法國化學公司Arkema已開發出具有壓電性能的電活性共聚物P(VDF-TrFE)，並生產多種形式，從粉末到墨水和薄膜。其Piezotech® FC能夠加工成同心纖維，在可穿戴設備中具有巨大潛力，可用於能量收集和感測。
多種不同的製造技術可用於生產這種纖維。其中一種是直接在中心纖維上使用擠壓工藝，另一種使用塗層，第三種方法是將共聚物條紋包裹在中心核心周圍。Piezotech FC纖維在其極化鐵電相位具有高壓電響應，並具有高熱穩定性的壓電性能。它們還表現出良好的機械性能、高耦合係數、廣泛的頻率範圍、透明性、化學抗性和高介電強度。
Piezotech的開發負責人多斯桑托斯（Dos Santos）表示：「唯一的限制是我們的想象力。這些材料可以從振動或環境熱量中產生自己的能量，這些聚合物在智慧手套等應用中帶來了很大的細膩性，例如觸覺致動器，可以給用戶帶來觸摸石頭或絨布的幻覺。這與經典的致動器相比，其震動強度更高，顯示出了重大進步！」
