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奈良·金（Nara Kim）以及林雪平大学有机电子实验室的泽维尔·克里斯平（Xavier Crispin）和克拉斯·泰布兰特（Klas Tybrandt）。图片：Thor Balkhed

研究人员首次创造了一种柔软且可拉伸的有机热电模块，可以从人体热量中收集能量。这项突破是由一种新型复合材料实现的，该复合材料可能已广泛应用于智能服装，可穿戴电子产品和电子皮肤中。

林雪平大学有机电子实验室的研究人员开发了一种具有独特性能的有机复合材料 - 不仅柔软且可拉伸，而且具有高导电性和良好的热电性能。这使其非常适合许多可穿戴应用。

研究人员与比利时、新西兰和加利福尼亚的同事将结果发表在《自然通讯》上。

奈良·金是有机电子实验室的博士后兼首席研究工程师。研究结合了三种材料：导电聚合物PEDOT:PSS，水溶性聚氨酯橡胶和离子液体。结果是具有独特属性的复合材料。PEDOT:PSS赋予其热电性能，橡胶提供弹性，离子液体确保柔软。

PEDOT:PSS：聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐

奈良·金在有机电子实验室的泽维尔·克里斯平教授和高级讲师克拉斯·泰布兰特的领导下进行了这项研究。

她说：“泽维尔·克里斯平是有机热电材料的先驱；克拉斯·泰布兰特是软电子材料的专家；我贡献了我对有机复合材料的知识。我们共同提出了新材料的构想。”

新材料可在两个方向上拉伸。图片：Thor Balkhed

PEDOT:PSS是最常见的导电聚合物，并在许多应用中使用，尤其是由于其良好的热电性能。但是厚的聚合物膜太硬、太脆，无法成功地集成到可穿戴电子设备中。

“我们的材料比PEDOT:PSS柔软100倍，可拉伸性高100倍。”有机电子实验室软电子小组负责人克拉斯·泰布兰特说。

材料，制备及成品

他说：“能够在纳米级和微米级上控制材料结构的能力使我们能够将不同材料的优异性能结合到复合物中。”

新的复合材料也可以打印。

奈良·金表示：“该复合材料是通过水基溶液共混配制的，可以印刷在各种表面上。当表面弯曲或折叠时，该复合材料就会跟随运动。而且制造这种复合材料的过程便宜且环保。”

研究人员发现，使用这种材料制造柔软而有弹性的有机导电材料的可能性很大。

“可以将许多离子液体，导电聚合物和传统弹性体结合起来，以提供新的纳米复合材料，以用于许多应用，例如热电发电机、超级电容器、电池、传感器以及需要厚、弹性和导电材料的可穿戴和可植入应用中”，泽维尔·克里斯平说。