近日,苏州大学汪晓巧教授、张克勤教授在《Nano Letters》上发表了题为“Bioinspired Programmable and Ultrastretchable Janus Helical Hydrogel Fibers for Strain-Invariant Thermoelectric Body Heat Harvesting and Sensation”的研究成果。
通过施加应力形成螺旋纤维
图3 p/n交替的Janus螺旋水凝胶纤维的制备及性能研究
图4 超可拉伸的热电Janus螺旋水凝胶纤维的应变不敏感性能研究
图5 用于应变不敏感的可穿戴电子器件的可拉伸热电Janus螺旋水凝胶纤维
本研究开发了一种基于热电Janus螺旋纤维的可穿戴能量收集装置。该装置由90对串联的p/n热电单元构成,具有优异的曲面顺应性和机械柔韧性。实验结果表明,当该器件集成于人体手臂时,能够有效收集并转换人体热能。值得注意的是,该热电纤维在不同环境条件和运动状态下均表现出稳定的能量收集性能。此外,该器件还展现出优异的应变不敏感特性,其温度传感灵敏度达到 -176 μV/℃,且输出电压信号不受手指弯曲等机械形变的干扰。这种独特的设计为可穿戴热电设备的开发提供了新的思路,在人体能量收集和温度监测领域具有广阔的应用前景。
原文链接
Wang, Z.; Jiang, W.; Cao, P.; Wang, Y.; Xie, A.-Q.; Niu, S.; Xu, Y.; Li, L.; Zhang, K.-Q.; Wang, X.-Q. Bioinspired Programmable and Ultrastretchable Janus Helical Hydrogel Fibers for Strain-Invariant Thermoelectric Body Heat Harvesting and Sensation. Nano Letters 2025.
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c06094
- 纳米能源所王中林、蒲雄/北大口腔医院周永胜、李峥 Adv. Mater.:机械-离子电水凝胶通过内源性生物电刺激促进软骨再生 2025-09-23
- 中国科大程群峰教授/理化所李明珠研究员 Sci. Adv.:蝉肋骨膜启发的仿生聚合物膜用于高性能声学换能器 2025-09-12
- 哈工大邵路教授团队 Matter: 高效水处理用超强仿生矿化膜 2025-09-11
- 江苏大学徐琳教授课题组 AFM:人体体温驱动超拉伸液晶弹性体 2025-06-24
- 宁波材料所陈涛、路伟/南工大朱宁 Angew:超分子缠结驱动发光聚集体致密化实现具有超拉伸性和抗裂性的室温磷光水凝胶 2025-05-20
- 深圳大学田雷课题组 Macromolecules:超拉伸、抗裂纹扩展和抗冲击的离子导电离子水凝胶 2025-04-15
- 南邮黄维团队 ACS Nano:研制出新型 Janus 薄膜软体驱动器 - 实现多刺激响应智能驱动 2025-09-11