2025 年 8 月 23 日，北京大学材料科学与工程学院雷霆教授作为通讯作者，刘凯（现为青岛科技大学高分子科学与工程学院教授）、王静怡作为共同第一作者，在 Nature 期刊发表了题为：n-type thermoelectric elastomers（n 型热电弹性体）的研究论文。

　　该研究开发了首个 n 型热电弹性体（TEE），这种兼具弹性、伸展性和热电转化能力的创新材料，有望大幅提升可穿戴设备应用中的弹性热电发电机（TEG）的贴肤适形性与能量转化效率。

　　弹性热电发电机因其卓越的贴合覆盖能力和形状适应性，在开发自供电可穿戴电子设备、柔性生物电子器件和个人体温调节系统方面具有重要价值。然而，截至目前，所有已报道的高性能热电材料都仅能实现柔性而非弹性。

　　在这项最新研究中，研究团队通过将均匀的体相纳米相分离、热激活交联和靶向掺杂技术集成于单一材料体系中，首次报道了 n 型热电弹性体（n-type thermoelectric elastomers）。该热电弹性体在承受 150% 应变时仍展现出优异的橡胶样回弹性，其热电优值（ZT值）即使在机械形变状态下也可与柔性无机材料相媲美。

　　在此基础上，研究团队制造了首个弹性热电发电机（TEG），并展示了其在人体热能收集中的应用，展现出驱动可穿戴电子设备和生物传感器的潜力。

　　传统观点认为，掺入绝缘聚合物会稀释有机热电材料中的活性成分，从而导致性能下降。然而，该研究发现，通过精准选配弹性基质与掺杂剂，可形成均匀分布、具有弹性体包裹结构且高度 n 型掺杂的半导体聚合物纳米纤维网络，从而实现电导率提升与热导率降低的协同优化。

　　总的来说，该研究开发的这种 n 型热电弹性体（TEE）有望大幅提升可穿戴设备应用中的弹性热电发电机（TEG）的贴肤适形性与能量转化效率。

　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09387-z