可穿戴设备的快速发展促进了纤维材料在电子设备中的应用。作为人们日常生活不可缺少的基础材料,纤维被认为是制备可穿戴电子产品的理想载体。利用纤维制成的电子器件除了具有重量轻、柔软、顺应、佩戴舒适等优点外,还可以通过编织技术构建多种结构,为其多场景应用和大规模制备提供了可能。其中,能够收集人体废热并将其转化为电能的纤维基热电(TE)设备受到广泛关注,对可持续发展具有重要意义。与电子热电材料相比,离子热电材料(i-TE)具有较高的热电压,近年来发展迅速。其中,由离子液体(IL)和固态网络组成的准固态离子凝胶具有高柔韧、非挥发、热稳定和化学稳定等优点,受到越来越多的关注。然而,构筑具有协同增强的机械和热电性能的离子凝胶纤维仍然存在很大挑战。针对上述问题,武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋、李沐芳教授提出了一种反溶剂-掺杂-杂化协同策略来调节离子凝胶的固态网络结构及离子迁移率,大幅提高了热电及机械性能,并基于此构筑了可穿戴的i-TE器件,为可穿戴供能设备的开发提供新思路。该工作以“Organic/Inorganic Hybrid Ionogel Fiber with Synergistically Enhanced Mechanical and Ionic Thermoelectric Performances”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。
图1 PH/ED-E-Na-SiO2杂化离子凝胶的结构示意图和性能增强机制。
图2 SiO2浓度及湿度对 PH/ED-E-Na-SiO2离子凝胶电导率、塞贝克系数、功率因数的影响
图4 PH/ED-E-Na-SiO2离子凝胶纤维基i-TE器件的结构及性能
全文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202415856
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