【色母粒产业网】8月20日消息，北京时间8月13日23时，国际权威学术期刊《Nature》在线刊载了青岛科技大学高分子科学与工程学院刘凯教授团队的一项突破性成果，题为“N-type thermoelectric elastomers(N型热电弹性体)”，刘凯教授为该论文第一作者。
在可穿戴电子设备与软生物电子学迅猛发展的当下，高效且灵活的能源供应方案成为亟待攻克的关键难题。热电发电技术凭借将温差转化为电能的能力，展现出巨大的应用潜力。但传统热电器件多依赖无机热电材料，主要应用于刚性结构，弹性与形状适应性欠佳，极大地限制了其在柔性和可穿戴设备领域的推广。
据色母粒产业网了解，为突破这一瓶颈，刘凯教授团队成功研制出全球首个N型热电弹性体(TEE)。这种创新材料兼具弹性、伸展性与热电转换能力，为相关领域的能源采集技术带来全新突破。该材料通过融合均匀纳米相分离、热激活交联和定向掺杂三种策略合成，具备卓越的拉伸性与回弹性，拉伸应变高达850%，可与传统橡胶相媲美。其热电优值(ZT值)在300K时达到0.49，性能接近甚至超越现有柔性或塑性无机热电材料。通过精准选择弹性体与掺杂剂组合，不仅提升了材料的拉伸性，还促进了均匀分布的半导体聚合物纳米纤维的形成，进而提高了电导率、降低了热导率，在高效能与弹性可调性之间找到了新的平衡点。
基于这一成果，研究团队制造出首个弹性热电发电机，展示了其在人体热能收集方面的应用潜力，以及驱动可穿戴电子设备和生物传感器的可能性。与无机热电器件相比，弹性热电发电机无需复杂互连结构，可直接贴合皮肤表面，同时保持较高的填充因子和较低的热阻，兼具高效热电转换效率与出色的舒适性、形状适应性，为柔性电子学和可穿戴设备的能源采集技术提供了全新思路。
该研究得到了国家自然科学基金、北京市杰出青年基金、北京大学高性能计算平台、北京大学材料加工与测试中心以及青岛科技大学橡胶行业创新研发技术中心等多方的大力支持。此次研究成果在《Nature》正刊发表，标志着青岛科技大学在橡胶与高分子材料领域的热电弹性体材料研究方面取得了具有国际影响力的重大科研突破。
