热电材料因其能直接将热能转化为电能，具有无运动部件、无噪音、无温室气体排放等一系列优点，在能量收集、传感以及可穿戴式电子设备等应用方面有着广泛的应用前景。近年来，传统的无机热电材料已经被广泛研究，但是大部分材料在室温下塞贝克系数仍然较低，并且无法适应柔性电子设备的弯曲以及拉伸特性，这极大地限制了它们的实际应用。而热电化学偶作为新兴的的液态热电材料，具有较大的塞贝克系数，但是热导和电导仍有待提高，并且在应用中存在漏液以及长时间工作带来的输出不稳定的风险。在这种情况下，有必要构筑一种具有优异拉伸性和高塞贝克系数的新型热电水凝胶，以此解决目前可穿戴电子设备中低品位热能收集的困境。

  近日，南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室谢燕楠教授团队制备了一种碲纳米线(Te-NWs)掺杂的PEDOT:PSS/聚乙烯醇(TPP)水凝胶。该工作系统地研究了Te-NWs掺杂对TPP水凝胶热电特性的影响，优化后的TPP水凝胶塞贝克系数为787 mV K^-1，导热系数为0.468 W m^-1 K^-1，拉伸应变值高达400%。此外，通过集成多个TPP水凝胶，开发了一种具有交错Z型结构的可穿戴热电模块，当其施加在人体手臂上时，可实现138 mV的电压输出。在与电源管理单元集成后，TPP水凝胶模块可以驱动商用计算器和白光LED等小型电子设备，在人体热能收集和可穿戴电子产品中显示出良好的应用潜力。

图4. TEG的热电特性，TPP水凝胶模块的结构和热电系统在电子设备供电中的演示。(a)结构，(b)温差为30 K时TEG的输出电压。(c)输出电压和电流与对外加温差的依赖关系。(d)水凝胶在不同温度下的导热系数。(e)温差为30 K时TEG的电流电压及输出功率。(f)S和1/k值与文献报道的比较。(g)水凝胶TEG模块的构建。(h-i)不同连接方式下水凝胶TEG模块输出电压。(j)与电源管理单元的TEG系统的等效电路。(k-1)该系统可以为电子设备供电，包括(k)电子计算器和(l)白光LED。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285523005451