科学家攻克柔性电子能源采集难题

　　中国科学报讯（记者廖洋通讯员李鲲鹏）青岛科技大学教授刘凯团队开发出首个N型热电弹性体，科学克柔即“热电橡胶”，家攻为柔性电子学和可穿戴设备的性电虎窟龙潭网能源采集技术提供了新方案。相关研究成果近日在线发表于《自然》。源难题

　　随着可穿戴电子设备和软生物电子学飞速发展，采集提供高效、科学克柔灵活的家攻能源解决方案成为亟待解决的问题。作为一种能将温差转化为电能的性电有效方式，热电发电技术已展现出广阔的源难题应用前景。一直以来，采集传统热电器件多采用无机热电材料，科学克柔虎窟龙潭网侧重于刚性结构下的家攻应用，缺乏弹性和形状适应性，性电在柔性和可穿戴设备中受到限制。源难题

　　针对这个问题，采集研究人员依托北京大学教授雷霆团队和青岛科技大学教授华静团队的研究成果，开发出N型热电弹性体。这是一种兼具弹性、伸展性和热电转化能力的创新材料，为可穿戴设备能源采集技术开辟了新方向。

　　研究团队结合均匀纳米相分离、热激活交联和定向掺杂3种策略，合成出N型热电弹性体。该材料展现出卓越的拉伸性与回弹性，拉伸应变高达850%，能与传统的橡胶媲美。同时，其热电优值在300开尔文温度下可达0.49，接近甚至超越现有柔性或塑性无机热电材料的性能。通过精确选择弹性体和掺杂剂的组合，研究人员不仅能改善材料拉伸性，还能促进均匀分布的半导体聚合物纳米纤维的形成，从而提高材料电导率并降低热导率，打破热电材料无法兼具高效能与弹性可调性的桎梏。

　　基于此，研究团队制造了首个弹性热电发电机，展示了在人体热能收集中的应用，并展现了驱动可穿戴电子设备和生物传感器的潜力。与无机热电器件不同，弹性热电发电机无需复杂的互连结构，能够直接与皮肤表面适配，同时保持较高的填充因子和较低的热阻，使该器件兼具高效的热电转换效率和优异的舒适性、形状适应性。

　　相关论文信息：

　　https://doi.org/10.1038/s41586-025-09387-z

　　《中国科学报》 (2025-08-19 第1版 要闻)

[ 责编：田新宇 ]

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