北京大学团队研发弹性热电材料:利用体热发电驱动可穿戴设备
2025-09-08 11:15
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近日,北京大学科学家团队开发出一种橡胶状热电材料,能够将人体热量持续转化为电能。这一突破有望使下一代可穿戴设备摆脱笨重电池与频繁充电的限制,实现真正自供电运行。研究成果发表于《自然》期刊。

据了解,该材料基于热电效应——当材料两侧存在温差时(如人体皮肤37℃与环境温度20-30℃),高能量电子会向低温侧移动形成电流。温差越大,发电效率越高。

核心创新:​

1.​超弹性复合薄膜 ​:采用游离态N1与c-N1/SEBS复合结构,可恢复150%的拉伸变形,承受超过850%的极限应变

2.​高效电导提升 ​:通过添加N-DMBI掺杂剂显著增强材料导电性,解决弹性与导电性难以兼得的传统难题

3.​贴合性优化 ​:类皮肤弹性确保材料与体表紧密接触,最大化热能收集效率

应用前景:​

医疗健康监测:可作为贴片或集成于衣物,为患者提供持续生理参数监测

植入式医疗设备:利用体内温差为植入器械提供永久电源

智能穿戴设备:为智能手表、健身追踪器等提供自供电解决方案

研究团队表示:"这种热电弹性体同时具备皮肤般弹性与高能量转换效率,为下一代自供电可穿戴设备奠定了材料基础。"

更多信息:Kai Liu 等人,n 型热电弹性体,《自然》(2025)。DOI:10.1038/s41586-025-09387-z

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