在可穿戴電子設(shè)備與軟生物電子學(xué)蓬勃發(fā)展的背景下，能源供應(yīng)的靈活性與高效性成為了制約技術(shù)進步的關(guān)鍵因素。熱電發(fā)電技術(shù)，憑借其溫差轉(zhuǎn)電能的獨特能力，為這一難題提供了潛在的解決方案。然而，傳統(tǒng)熱電器件主要基于無機材料，其剛性和缺乏形狀適應(yīng)性極大地限制了其在柔性及可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用。

為了突破這一技術(shù)壁壘，青島科技大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院劉凱教授攜手北京大學(xué)雷霆教授團隊及青島科技大學(xué)華靜教授團隊，成功研發(fā)出首個N型熱電彈性體（TEE）。這一創(chuàng)新材料不僅具備出色的彈性和伸展性，還能有效實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)化，為柔性電子與可穿戴設(shè)備的能源采集帶來了全新的可能。該熱電彈性體通過納米相分離、熱激活交聯(lián)和定向摻雜三項技術(shù)的巧妙結(jié)合，實現(xiàn)了高達850%的拉伸應(yīng)變，性能堪比傳統(tǒng)橡膠。

在300K溫度下，該材料的熱電優(yōu)值（ZT值）達到了0.49，這一表現(xiàn)甚至超越了部分現(xiàn)有的柔性或塑性無機熱電材料。通過精心挑選彈性體與摻雜劑的組合，研究團隊不僅提升了材料的拉伸性能，還促進了半導(dǎo)體聚合物納米纖維的均勻分布，進而增強了電導(dǎo)率并降低了熱導(dǎo)率。這一突破為熱電材料在高效能與彈性可調(diào)性之間找到了完美的平衡點。

基于這一創(chuàng)新材料，研究團隊進一步制造了首個彈性熱電發(fā)電機，并展示了其在人體熱能收集方面的應(yīng)用潛力。與無機熱電器件相比，彈性熱電發(fā)電機無需復(fù)雜的互連結(jié)構(gòu)，能夠直接貼合皮膚表面，同時保持較高的填充因子和較低的熱阻。這一特性使得該器件在提供高效熱電轉(zhuǎn)換效率的同時，還能確保極佳的舒適性和形狀適應(yīng)性，為柔性電子學(xué)和可穿戴設(shè)備的能源采集技術(shù)帶來了革命性的變化。

此次研究得到了包括國家自然科學(xué)基金、北京市杰出青年基金在內(nèi)的多項資金支持，并依托了北京大學(xué)高性能計算平臺、北京大學(xué)材料加工與測試中心以及青島科技大學(xué)橡膠行業(yè)創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)中心等高能級科研平臺。青島科技大學(xué)近年來持續(xù)聚焦彈性體功能材料、綠色橡膠制備等領(lǐng)域，通過“有組織科研”戰(zhàn)略，為科技自立自強貢獻了重要力量。