北大团队研制出全球首个弹性热电橡胶材料，能为可穿戴设备、远程通讯设备和医疗设备持续供电。中国研究人员研制出全球首款可将体热转化为电能的橡胶带。这一技术突破将让智能手表和其他可穿戴设备无需笨重电池或频繁充电即可实现自动充电。

研究团队称，新材料兼具弹性与高效热电转换性能，这是前所未有的。"迄今为止，所有已报道的高性能热电材料都只能实现柔性而非弹性。"研究人员写道。

体热供电。这项创新基于热电转换原理，即利用温差发电。瓦特蒸汽机曾将沸水的热量转化为动能。如今，科学家正试图利用人体与环境空气之间更小的温差来发电。人体温度始终维持在37摄氏度左右，而环境温度通常在20至30摄氏度之间。中国科研团队开发的这种新材料能够利用这种温差梯度发电。

热电材料并非新鲜事物。长期以来，太空探测器在无法获取太阳能的情况下一直依赖放射性同位素供热发电。但现有材料要么过于坚硬，要么在拉伸时性能下降。该研究的通讯作者、北京大学材料科学家雷霆向媒体解释了创新点："我们是在世界上首个提出热电橡胶概念的团队。"雷霆表示，其团队希望研制出能够弯曲、拉伸并贴合皮肤的材料。"这种热电器件佩戴舒适，能高效转换体热为电能，同时减少热损耗。"他补充说，理论上只要材料未损坏，就能持续无限供电。

这一突破是通过将半导体聚合物与弹性橡胶混合实现的。研究人员设计出纳米纤维网络，同时实现可拉伸性和导电性。经过处理后，该材料可拉伸至原长度的850%以上。当拉伸至150%时，形状恢复率超过90%，与天然橡胶相当。特殊掺杂剂的加入进一步提升了性能，使材料在室温下达到与传统无机材料媲美的热电性能。该进展标志着n型弹性体（指能传导电子并在机械应变下保持导电性的材料）领域取得重大突破。此前n型系统始终难以同时实现弹性与高电能输出。

更广泛应用。雷霆表示这项研究不仅限于为可穿戴设备充电。"其应用不仅限于此"，他特别提到在远程通讯领域的应用潜力，"例如，在野外环境中，通讯设备可以利用篝火产生的热量发电。"该团队还计划将这种橡胶材料集成到衣物中。这类服装既可通过半导体导线将体热向外传导来调节体温，也能为口袋中的手机充电。

医疗应用是另一个重点领域。心血管患者通常需要佩戴一周的监测设备，这些设备需要配备大型电池。新材料可以取代这些设备，通过轻量级传感器直接从体热中获取电能。

这项研究成果已发表在《自然》期刊上。

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