昆士兰科技大学（QUT）的研究人员开发出一种新型柔性软材料，能够将人体等来源的体热转化为电能，为自供电可穿戴设备和更可持续的能源技术提供了新的解决方案。相关成果发表在期刊《德国应用化学国际版》（Angewandte Chemie International Edition）上。研究表明，这种柔性水凝胶可以捕获原本被浪费的热量，并以创纪录的效率将其转化为可用电能。论文题为《离子配位与分级结构赋能软水凝胶创纪录的n型热电效率》。

体热转电能，支持未来可穿戴电子

项目负责人、昆士兰科技大学化学与物理学院及澳大利亚研究理事会碳中和零排放发电研究中心的陈志刚教授表示，这一成果为未来可穿戴电子设备的供电方式提供了新思路，有望减少对传统电池的依赖。

陈教授介绍，通过这种水凝胶材料，团队展示了如何将本应散失的热量（例如人体散发的体热）转化为可利用的电源。

他指出，一个边长仅约10毫米的小型装置，就能够产生约0.46伏的电压。尽管这一演示规模较小，但已经清晰展示了该技术在实际应用中的潜在价值。

研究团队与技术原理

该研究由昆士兰科技大学的张晨阳、石晓磊博士、陈文怡和刘倩博士主导完成，陈志刚教授担任团队负责人。前博士生曹天一、胡博轩和孙帅也参与了该项目。

陈教授表示，这项创新的关键在于通过精确调控带电粒子在软聚合物网络中的运动，使材料能够在极小的温差下高效产生电能，例如人体自然产生的温度梯度。

相比传统热电材料的优势

传统热电材料往往刚性大、成本高且难以实现大规模生产。而此次开发的水凝胶材料则具有以下特点：

• 质地柔软、可弯曲，适合与人体和织物贴合；
• 制备成本相对低廉，更利于规模化制造；
• 在室温条件下即可表现出优异的热电性能。

这些优势使其特别适合用于可穿戴电子和柔性电子相关应用场景。

潜在应用与未来前景

研究团队认为，这项技术有望推动多种新一代设备和系统的出现，包括：

• 无需传统电池的健康监测设备；
• 具备能量收集功能的智能织物和电子纺织品；
• 自供电传感器和物联网（IoT）终端；
• 将工业或环境中的废热回收并转化为有用电能的系统。

这项工作也是陈志刚教授团队近年来围绕“废热回收与利用”主题发表的一系列重要研究成果之一，聚焦于全球范围内大量能量以废热形式流失的难题。

陈教授表示，从为可穿戴设备提供持续电源，到帮助降低能源相关排放，这类新技术有潜力重塑人们在日常生活中获取和利用能源的方式。