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青島科技大學(xué)傳來一項(xiàng)重大科研突破，高分子科學(xué)與工程學(xué)院劉凱教授及其團(tuán)隊(duì)攜手華靜教授團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出首款N型熱電彈性體，也被形象地稱為“熱電橡膠”。這一創(chuàng)新成果不僅在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上亮相，更為柔性電子學(xué)和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域帶來了全新的能源采集解決方案。
傳統(tǒng)的熱電器件主要依賴于無機(jī)熱電材料，這些材料雖然在剛性結(jié)構(gòu)應(yīng)用中表現(xiàn)出色，但由于缺乏彈性和形狀適應(yīng)性，極大地限制了它們在可穿戴設(shè)備上的應(yīng)用潛力。針對這一難題，劉凱教授團(tuán)隊(duì)通過不懈努力，成功開發(fā)出這款兼具彈性、伸展性和熱電轉(zhuǎn)換能力的熱電彈性體。
劉凱教授介紹，他們巧妙地結(jié)合了均勻納米相分離、熱激活交聯(lián)和定向摻雜三種策略，成功合成了這種N型熱電彈性體。該材料不僅擁有出色的拉伸性和回彈性，拉伸應(yīng)變可高達(dá)850%，幾乎能與傳統(tǒng)橡膠相媲美；同時(shí)，在300開爾文溫度（約26攝氏度）下，其熱電值也能達(dá)到0.49，這一性能已接近現(xiàn)有的柔性或塑料無機(jī)熱電材料。
基于這一突破性成果，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)出首臺彈性熱電發(fā)電機(jī)。這款發(fā)電機(jī)能夠直接與皮膚表面貼合，不僅保持了較高的填充因子和較低的熱阻，還兼具高效的熱電轉(zhuǎn)換效率和卓越的舒適性與形狀適應(yīng)性。這一創(chuàng)新有望為可穿戴電子設(shè)備的應(yīng)用開啟全新的篇章。
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