青岛科技大学刘凯教授团队成功开发出首个 N 型热电弹性体,即“热电橡胶”,为柔性电子学和可穿戴设备能源采集提供了创新方案。该材料结合了优异的弹性和热电转换能力,拉伸应变高达 850%,热电值接近现有柔性无机材料。研究团队通过纳米相分离、热激活交联和定向掺杂技术合成了这种材料,并成功研制出首台弹性热电发电机,能高效适配皮肤,有望为可穿戴电子设备带来革命性应用。
💡 **首创 N 型热电弹性体“热电橡胶”:** 青岛科技大学刘凯教授团队成功研发出一种兼具弹性、伸展性和热电转换能力的新型材料,填补了传统无机热电器件在柔性和形状适应性上的不足,为可穿戴设备能源采集开辟了新方向。
🔬 **多策略合成与卓越性能:** 该材料通过结合均匀纳米相分离、热激活交联和定向掺杂三种策略合成,展现出高达 850% 的拉伸应变,媲美传统橡胶的弹性和回弹性。在 300 开尔文(约 26 摄氏度)下,其热电值达到 0.49,性能接近现有柔性或塑料无机热电材料。
🔋 **弹性热电发电机应用:** 基于此项成果,研究人员开发出首台弹性热电发电机,能够直接、高效地适配皮肤表面,保持高填充因子和低热阻,实现了高效的热电转换。这种发电机结合了优异的舒适性、形状适应性和高效率,有望为可穿戴电子设备带来全新的能源采集解决方案。
IT之家 8 月 15 日消息,据青岛科技大学今日新闻稿,该校高分子科学与工程学院刘凯教授团队开发出首个 N 型热电弹性体,即“热电橡胶”,为柔性电子学和可穿戴设备的能源采集技术提供了新方案,相关成果已于 13 日发布于国际顶级学术期刊《自然》。

传统热电器件一般采用无机热电材料,其侧重在于刚性结构下的应用,缺乏弹性和形状适应性,在可穿戴设备上应用受限。
针对该问题,刘凯与青岛科技大学华静教授团队开发出 N 型热电弹性体,这是一种兼具弹性、伸展性和热电转换能力的创新材料,为可穿戴设备能源采集技术开辟新方向。

刘凯表示,他们通过将均匀纳米相分离、热激活交联和定向掺杂三种策略结合,成功合成 N 型热电弹性体。这种材料展现出了卓越的拉伸性以及回弹性,拉伸应变可达 850%,可与传统橡胶媲美。同时其热电值在 300 开尔文温度(IT之家注:约 26 摄氏度)下可达 0.49,接近现有柔性或塑料无机热电材料的性能。

基于此成果,研究人员还开发出首台弹性热电发电机,能够直接与皮肤表面适配,保持较高的填充因子和较低的热阻,兼具高效的热电转换效率和优异舒适性、形状适应性,有望为可穿戴电子设备带来新应用。
相关论文链接如下:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09387-z