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我科学家破解可穿戴设备供电难题

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我科学家破解可穿戴设备供电难题

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xinwen.mobi 发表于 2025-8-18 23:50:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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2025年8月13日23时，国际顶级学术期刊《自然》在线发表了北京大学雷霆教授团队的研究成果，他们研发出全球首个兼具柔韧与高效发电能力的“热电橡胶”材料，破解了可穿戴设备持续供能这一世界性难题。长久以来，热电器件虽能将温差转化为电能，但存在“刚柔难调”的瓶颈。传统无机热电材料性能虽优却脆硬，有机材料柔韧性好但拉伸后性能衰减且难以与皮肤完美贴合。雷霆教授团队通过三项创新科研策略突破了这一难题。他们利用汉森溶解度参数让刚性半导体高分子与柔性橡胶在微观层面均匀融合，形成纳米纤维网络。同时，引入偶氮类交联剂，使材料获得惊人的延展性，可拉伸超过原长的850%，且在经历高达150%的拉伸后，能恢复90%以上的原状。此外，团队还筛选特殊掺杂剂作为“性能催化剂”，提升掺杂效率，使材料在拉伸时电导率不降反升。基于“热电橡胶”，研究团队构建出全球首个弹性热电模块，该模块采用一体化设计，能与皮肤表面无缝自适应贴合，可高效捕获人体体温与环境间的微小温差，并将其稳定转化为电能，为智能手表等可穿戴电子设备提供了可持续的能源。此外，2025年6月，中国科学院电工研究所等单位的科研人员成功研发出一种超高效的新型柔性发电薄膜材料。他们利用化学溶液法，把硒化银做成细小的纳米线，然后和石墨烯混合，铺在多孔的尼龙底布上，经过抽滤和快速热压处理制成该材料。用这种薄膜做成的立体“小拱桥”形状的发电装置，发电能力创造了同类器件的世界纪录，产生的电量足够驱动电子手表、温湿度计等小设备运转。

材料, 热电, 团队

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