據(jù)青島科技大學(xué)官網(wǎng)，8月13日，青島科技大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院劉凱教授(第一作者)在國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature發(fā)表題為“N-type thermoelectric elastomers（N型熱電彈性體）”論文，實現(xiàn)了學(xué)校在國際頂級學(xué)術(shù)期刊的歷史性重大突破！

隨著可穿戴電子設(shè)備和軟生物電子學(xué)的飛速發(fā)展，如何提供高效、靈活的能源解決方案已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。熱電發(fā)電技術(shù)作為一種能夠?qū)夭钷D(zhuǎn)化為電能的有效方式，已展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)熱電器件多采用無機(jī)熱電材料，側(cè)重于在剛性結(jié)構(gòu)下的應(yīng)用，缺乏彈性和形狀適應(yīng)性，在柔性和可穿戴設(shè)備中應(yīng)用上受到顯著限制。針對這一問題，劉凱開發(fā)了首個N型熱電彈性體（TEE），一種兼具彈性、伸展性和熱電轉(zhuǎn)化能力的創(chuàng)新材料，為上述領(lǐng)域的能源采集技術(shù)開辟了新的方向。

N型熱電彈性體通過將均勻納米相分離、熱激活交聯(lián)和定向摻雜三種策略相結(jié)合成功合成，展現(xiàn)出了卓越的拉伸性以及回彈性，拉伸應(yīng)變高達(dá)850%，能夠和傳統(tǒng)的橡膠媲美。該材料的熱電優(yōu)值（ZT值）在300K時可達(dá)到0.49，接近甚至超越了現(xiàn)有的柔性或塑性無機(jī)熱電材料的性能。通過精確選擇彈性體和摻雜劑的組合，不僅能夠改善拉伸性，還能促進(jìn)均勻分布的半導(dǎo)體聚合物納米纖維的形成，從而提升電導(dǎo)率并降低熱導(dǎo)率，為熱電材料在高效能與彈性可調(diào)性之間的平衡提供了嶄新的解決方案。基于此，研究團(tuán)隊制造了首個彈性熱電發(fā)電機(jī)，展示了其在人體熱能收集中的應(yīng)用，并展現(xiàn)了驅(qū)動可穿戴電子設(shè)備和生物傳感器的潛力。與無機(jī)熱電器件不同，彈性熱電發(fā)電機(jī)無需復(fù)雜的互連結(jié)構(gòu)，能夠直接與皮膚表面適配，同時保持較高的填充因子和較低的熱阻，使得該器件能夠兼具高效的熱電轉(zhuǎn)換效率和優(yōu)異的舒適性、形狀適應(yīng)性，為柔性電子學(xué)和可穿戴設(shè)備的能源采集技術(shù)提供了嶄新的解決方案。

北京大學(xué)為第一完成單位，青島科技大學(xué)為第二完成單位，北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院雷霆教授是唯一通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、北京市杰出青年基金、北京大學(xué)高性能計算平臺、北京大學(xué)材料加工與測試中心、青島科技大學(xué)橡膠行業(yè)創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)中心等的大力支持，該研究成果在Nature正刊發(fā)表，標(biāo)志著青島科技大學(xué)在橡膠與高分子材料領(lǐng)域熱電彈性體材料方面取得了具有國際顯示度的重大科研成果。

劉凱，博士，青島科技大學(xué)教授、博導(dǎo)，山東省泰山學(xué)者青年專家、山東省高等學(xué)校青年創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人、橡膠智能電子交叉研究中心主任。于2011-2018年本碩就讀于青島科技大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院，在華靜教授指導(dǎo)下系統(tǒng)開展彈性體功能化改性及其應(yīng)用研究；隨后于2018至2022年在中國科學(xué)院化學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位，師從郭云龍研究員（國家優(yōu)青）與劉云圻院士，致力于高性能本征可拉伸有機(jī)晶體管的制備及功能化研究；2022年7月起進(jìn)入北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院開展博士后工作，在雷霆教授（國家杰青）指導(dǎo)下進(jìn)行柔性熱電材料與器件制備研究；2024年7月通過第四層次人才引進(jìn)入職青島科技大學(xué)。劉凱博士長期從事彈性體功能化改性（高阻尼橡膠、記憶橡膠、自修復(fù)橡膠等）及本征可拉伸光、熱、電材料與器件制備研究工作，并致力于開拓彈性體聚合物在高性能工程輪胎、軌道交通等傳統(tǒng)領(lǐng)域以及在電子皮膚、人機(jī)界面、高端醫(yī)療器械及廢熱生電等新興領(lǐng)域中的應(yīng)用，取得許多優(yōu)異成果。以第一/通訊作者在Nat. Commun. (2)、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater. (3)、Adv. Funct. Mater. (2)、Natl. Sci. Rev.、CCS Chemistry、npj Flex. Electron.等期刊發(fā)表SCI文章30余篇（總計影響因子>300），多篇被Adv. Mater.和J. Am. Chem. Soc.選為封面文章，申請專利10余項，其中一項獲得中國優(yōu)秀專利稱號；擔(dān)任Chinese Chemical Letters（CCL）和Wearable Electronics雜志青年編委；參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議邀請報告累計15次。獲得化學(xué)所青年科學(xué)獎優(yōu)秀獎、三好學(xué)生標(biāo)兵、北京大學(xué)博雅博士后、山東泰山學(xué)者青年專家、山東省高等學(xué)校青年創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人等榮譽稱號

該校黨委書記楊天梅專程走訪看望劉凱教授團(tuán)隊

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青島科技大學(xué)是一所以工為主，理、工、文、經(jīng)、管、醫(yī)、法、藝、教等學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展、特色鮮明的多科性大學(xué)。學(xué)校是國家“111計劃”立項建設(shè)單位、山東省屬重點建設(shè)的大學(xué)和山東省應(yīng)用基礎(chǔ)型人才培養(yǎng)特色名校，學(xué)校前身是創(chuàng)建于1950年的沈陽輕工業(yè)高級職業(yè)學(xué)校，1956年遷至青島，更名為青島橡膠工業(yè)學(xué)校；1958年升格為山東化工學(xué)院，1984年、2002年先后更名為青島化工學(xué)院和青島科技大學(xué)。被社會贊譽為“中國橡膠工業(yè)的黃埔”。

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