近日，公司副研究员侯悦团队在《Nature Communications》在线发表了柔性可穿戴热电器件的最新研究成果。论文题为“Modular assembly of self-healing flexible thermoelectric devices with integrated cooling and heating capabilities”（集成冷却和加热功能的模块化组装自修复柔性热电器件）。公司博士生孙晓龙为论文的第一作者，侯悦副研究员、王自昱教授、动力与机械公司侯佑民教授为论文的共同通讯作者，yl7703永利为第一署名和通讯单位。
热电器件凭借独特的热-电直接转换特性，在可穿戴设备自主供能领域展现出重要应用价值。针对传统柔性器件机械稳定性不足的关键技术瓶颈，侯悦团队创新提出基于动态键协同作用机制的自修复热电器件体系。通过二硫键交联聚氨酯（DSPU）与液态金属电极的复合体系设计，利用动态共价键-氢键双重网络实现损伤界面的原位修复功能。实验证实修复后器件在经历2000次极端弯折测试后仍维持稳定的热电输出性能。研究团队进一步通过碳纳米管掺杂DSPU构建选择性封装结构，有效降低液态金属电极界面热阻，使器件工作温差提升185%，其归一化输出功率密度达到3.14 μW·cm-2·K-2，该性能指标目前处于柔性热电器件领域领先水平。
基于模块化设计理念，本工作开发出可编程组装的柔性热电系统。用户可通过串并联组合灵活调节模块构型，在开路电压线性扩展特性的支持下，实现从微瓦到毫瓦级的功率精准输出。特别设计的堆叠结构在0.8A工作电流下获得6.2K制冷温差，较单层器件提升1.6倍，为个性化热管理提供了创新解决方案。此项研究从材料设计到系统集成层面为柔性热电技术发展提供了新方法。
该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59602-8
