青島科技大學高分子科學與工程學院近期傳來振奮人心的消息,劉凱教授帶領的團隊成功研制出一種革命性的新型材料——N型熱電彈性體,因其獨特的性能被形象地比喻為“熱電橡膠”。這一創(chuàng)新成果于8月13日在國際頂級學術期刊《自然》上發(fā)表,為柔性電子和可穿戴設備領域帶來了全新的能量收集方案。
傳統(tǒng)熱電器件主要依賴于無機材料,這些材料雖性能優(yōu)越,但往往缺乏足夠的彈性,難以適應復雜多變的形變需求,從而限制了其在可穿戴設備中的應用。為了解決這一難題,劉凱教授攜手華靜教授團隊,歷經(jīng)不懈努力,終于開發(fā)出這款兼具彈性和熱電轉(zhuǎn)換功能的新型熱電彈性體。
據(jù)劉凱教授介紹,研究團隊通過納米相分離、熱激活交聯(lián)和定向摻雜三項關鍵技術的巧妙結(jié)合,成功合成了這種熱電彈性體。在性能測試中,該材料展現(xiàn)出了驚人的拉伸和回彈能力,最高拉伸應變可達850%,幾乎與傳統(tǒng)橡膠相媲美。更令人矚目的是,在室溫條件下(約26攝氏度),其熱電值達到了0.49,與現(xiàn)有的柔性或塑料無機熱電材料水平相當。
基于這一突破性材料,研究團隊進一步制造出了首個彈性熱電發(fā)電機。這款發(fā)電機能夠緊密貼合人體皮膚表面,不僅具有較低的熱阻和較高的填充因子,還實現(xiàn)了高效熱電轉(zhuǎn)換與穿戴舒適性的完美結(jié)合。這一技術的成功應用,預示著未來可穿戴電子設備將迎來全新的能源解決方案。
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