燕山大学陈彬/闫长媛团队、南方科技大学王太宏 Sci. Adv.:Le Chatlier原理协同超分子氢键系统增强的多功能离子热电弹性体
高分子科技
2026-04-30 12:13
文章摘要
本文主要背景是准固态离子热电(i-TE)器件在从实验室走向可穿戴应用时,面临从电化学效率向物理适应性的挑战。研究目的在于开发一种兼具巨热电势、高离子电导率及类皮肤机械性能的材料,以提升可穿戴设备在复杂环境下的适用性。燕山大学与南方科技大学等研究团队通过设计聚乙烯醇(PVA)、肌醇六磷酸(IP6)与氯化胆碱(ChCl)构成的动态超分子氢键网络,并利用Le Chatlier原理调控质子电离平衡,成功制备了PVA-IP6-ChCl三元离子热电凝胶。该材料在80%相对湿度下获得53.92 mV/K的巨大热电势和10.64 mS/cm的高离子电导率,同时具备类皮肤的拉伸应力(580 KPa)和杨氏模量(150 KPa),并具有自修复和可回收特性。研究结论表明,基于10对i-TEC模块在1.35 K温差下可输出0.75 V开路电压和14.8 μW最大输出功率,该材料为实现可穿戴离子热电器件从“高效能”迈向“高适用性”提供了关键解决方案与设计思路。
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