【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，深圳校區(qū)前沿學部張倩、毛俊、曹峰教授團隊在熱電材料領域取得重要突破，首次成功開發(fā)出純無機熱電氣凝膠。相關成果以《可用于能量收集的高性能電子型柔性無機熱電氣凝膠》(High-Performance n-Type Flexible Inorganic Thermoelectric Aerogel for Energy Harvesting)為題發(fā)表于《科學進展》(Science Advances)，為可穿戴電子器件的輕量化自供能技術提供了新思路。
 

　　隨著智能可穿戴設備的迅猛發(fā)展，如何實現(xiàn)持續(xù)、輕便且高效的能量供給已成為學術界與產(chǎn)業(yè)界共同關注的核心問題。熱電材料能夠直接將人體或環(huán)境中的熱能轉化為電能，具有無運動部件、穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢，但傳統(tǒng)無機熱電材料普遍存在密度大、柔韌性不足、佩戴舒適性差等局限，難以滿足可穿戴設備對柔性、貼合性與高效能量收集的綜合需求。針對這一挑戰(zhàn)，張倩、毛俊、曹峰教授團隊聯(lián)合深圳校區(qū)李明雨教授團隊，創(chuàng)新性地提出了“分步合成”策略，以銀(Ag)氣凝膠為前驅體，通過精確調控硒化反應過程，首次成功構建了基于硒化銀(Ag2Se)納米線的純無機三維網(wǎng)絡熱電氣凝膠，為自供電可穿戴設備提供了全新解決方案。
 

　　研究團隊制備出高孔隙率(95%–99%)和超低密度(0.04–0.54 g cm−3)的硒化銀熱電氣凝膠。該材料展現(xiàn)出優(yōu)異的熱電性能，室溫熱電優(yōu)值(zT)達0.17，在383開爾文(K)時為0.24，最低熱導率僅為每米每開爾文0.03瓦特，具備卓越的隔熱能力。研究團隊進一步采用聚酰亞胺(PI)進行封裝，在硒化銀表面包覆納米級聚酰亞胺薄層，大幅提升了材料的力學性能。
 

　　該研究成功制備出兼具高熱電性能和良好機械柔性的無機熱電氣凝膠材料，突破了該領域長期依賴有機或碳基材料的局限，所提出的“分步合成”策略為設計其他高性能無機柔性熱電材料提供了普適性方法，不僅推動了熱電材料向超輕、柔性化方向發(fā)展，更為下一代自供能可穿戴電子、軟體機器人及仿生皮膚等前沿領域提供了關鍵材料基礎與創(chuàng)新思路。
 

　　哈工大深圳校區(qū)為論文第一完成單位。深圳校區(qū)王曉東助理研究員為論文第一作者，祝溫泊副教授為共同第一作者，張倩教授、李明雨教授、毛俊教授與曹峰教授為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、深圳市自然科學基金、特殊環(huán)境材料器件科學與應用研究裝置等項目的支持。