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图灵汇6月9日消息，中国科学院电工研究所近日宣布，古宏伟研究团队携手澳大利亚昆士兰科技大学的科研人员，在智能可穿戴设备的柔性发电技术领域取得了突破性进展。他们研发的基于Ag₂Se的柔性热电膜材料，在室温下的热电优值（ZT值）以及可穿戴发电装置的功率密度均为现有同类材料中的最高记录。

近年来，智能可穿戴设备迅速发展，而传统化学电池存在频繁更换和维护的问题，这限制了它们的大规模应用。热电技术能够直接将热量转化为电能，具备无运动部件、安全环保等优势，成为解决可穿戴设备供电问题的理想方案。然而，目前大多数柔性热电膜材料的热电性能较低，且多采用平面设计，这不仅影响了集成度，也限制了温差的产生，最终导致输出功率不足，难以支持设备正常运行。

研究团队采用化学溶液法，并结合抽滤与快速热压技术，在尼龙基底上制备了一种高性能的柔性Ag₂Se/rGO复合热电膜。其中，Ag₂Se纳米线为主要成分，拥有较强的（013）晶体取向，有助于提升电子传输效率；多孔尼龙基底不仅增强了与Ag₂Se的结合强度，还赋予了材料优异的柔韧性。网状结构的rGO则构建了高效的导电路径，同时其界面可通过能量过滤机制筛选低能载流子，显著提升了电导率和Seebeck系数；此外，这些界面还能抑制声子传播，降低热导率。通过这些优化手段，团队大幅改善了Ag₂Se材料的热电特性，成功制造出ZT值达到1.28的柔性复合膜，这一成果达到了国际先进水平。

研究者利用自主研发的这种Ag₂Se/rGO复合膜，借鉴拱桥结构理念，结合硅胶半球，设计出一款包含100个热电单元的三维柔性发电装置。这种设计有效增加了温差，提高了热电元件的排列密度，解决了平面型柔性装置性能不佳的问题。该装置表现出高达9.8μWcm⁻²K⁻²的归一化功率密度，刷新了基于Ag₂Se的柔性发电器件纪录，同时成功实现了通过人体与环境温差为手表及温湿度计等设备供电。

这项研究将热电转换技术引入柔性发电领域，为智能可穿戴设备的能源供给提供了新思路，对于推动这类设备的实际应用具有重要意义。

该研究成果以《高性能Ag₂Se基热电材料助力可穿戴电子设备》为标题，于5月29日刊载于《自然通讯》杂志上。感兴趣的朋友可以访问论文链接了解更多细节：[论文链接]。需要注意的是，本文提及的所有外部链接仅供参考，具体信息以实际为准。