【摘要】 由于直接从废热中收集电能，热电发电机 (TEG) 在柔性和可穿戴电子产品方面表现出巨大的潜力 。良好的耐磨性需要较高的机械柔韧性和较好的拉伸性，而目前的 TEG 主要由刚性或不可拉伸的组件开发，不能很好地贴合人体皮肤或适应人体运动，从而阻碍了进一步的应用。 在此， 国家纳米科学中心 王汉夫副研究员 、深圳大学 陈光明特聘教授 团队 提出了 一种用于制造可拉伸 TEG 的波状结构，其中采用可拉伸和自修复的水凝胶作为器件基底，并附着本质上柔韧的高性能 TE 薄膜以形成波状形态。 波状结构的 TEG 可以很容易地拉伸到 300%，同时可以维持稳定的能量输出，保留 90% 以上的 TE 性能，优于大多数报道的最先进的 TE 材料和 TEG。它还展示了一种理想的设备级自救能力，源于水凝胶的有效自我修复和 TE 腿的波浪结构，从而在受伤或损坏时提供持续的能量供应。这项工作为设计下一代可拉伸和可穿戴 TEG 提供了一种很有前景的方法。相关论文以题为 AWavy-Structured Highly Stretchable Thermoelectric Generator with Stable EnergyOutput and Self-Rescuing Capability 发表在《CCSChemistry》上。 【 主图导读 】 图 1 (a)水凝胶结构示意图。(b)自愈性质示意图水凝胶通过多个动态氢键。(c) 显示水凝胶制造过程的示意图。 图 2 (a,b)不同放大倍数下水凝胶的 SEM 图像。(c) 水凝胶的 FTIR 光谱。(d)水凝胶的应力-应变曲线。插图显示其高拉伸性。(e) 显示水凝胶自修复功能的照片。示意图揭示了基于多重动态氢键的自愈机制。(f) 照片显示愈合后的水凝胶在伤口处具有强结合能。 图 3 (a) 原始 p 型 CNTP 的 SEM 图像。(b) n 型PEI-CNTP 的 SEM 图像。(c) 原始 CNTP 和 PEI-CNTP 的拉曼光谱。(d) 原始 CNTP 和PEI-CNTP 的 XPS 全谱。(e) PEI-CNTP 的 XPS N1s 谱。(f) 原始CNTP 和 PEI-CNTP 的 XPS C1s 光谱。(g) 原始 CNTP 和PEI-CNTP 的应力-应变曲线。(h) 原始 CNTP 和 PEI CNTP 的机械性能。(i) 显示原始 CNTP (1, 2) 和 PEI-CNTP (3, 4) 薄膜的高柔韧性的照片。 图 4 (a) p 型CNTP 和 n 型 PEI-CNTP 薄膜的热电性能。(b) n 型 PEI-CNTP 薄膜的空气稳定性。(c) 作为温度函数的 p 型 CNTP膜的热电性能。(d) 作为温度函数的 n 型 PEI-CNTP 膜的热电性能。 图 5 (a) 波形结构可拉伸 TEG 的设计原理示意图。(b) 由各种 p-n 对组成的 TEG 的开路电压作为温差的函数的比较。(c) 由 1 个 pn 耦合组成的 TEG 在 10 K 温差下具有多个拉伸循环的输出电压变化。(d) 由 3 个 pn 耦合组成的 TEG 的输出电压和输出功率作为输出电流的函数15 K 的温差。(e) 15 K 温差下由 3 个 pn对组成的 TEG 在不同拉伸比下的输出电压变化。(f) 由 3 个 pn 对组成的 TEG 在不同拉伸下的输出功率变化在 15 K 温差下的比率。(g) 在15 K 温差下自救前后由 3 个 pn 对组成的 TEG 的能量输出。(h) 示意图显示了 TEG 的自救机制。(i) 拉伸性和TE 性能保持率与文献报道的 TE 材料和 TEG 的比较。 【总结】 该团队通过微波状结构的合理设计，提出了一种具有稳定能量输出和自救能力的高度可拉伸的 TEG。该器件架构采用可拉伸和自修复的 PAA 水凝胶作为基材，并采用本质上柔韧但不可拉伸的 CNTP 和 PEI-CNTP 薄膜作为 TE 腿。受益于波浪形结构，制成的 TEG 很好地继承了高拉伸性，并在各种应变下表现出稳定的能量输出。它可以在 300% 的大拉伸下很好地维持其初始能量输出的 90% 以上，这优于大多数最先进的可拉伸 TE 材料和 TEG。 除了具有高拉伸性和稳定的 TE 性能外，TEG 还可以通过水凝胶电解质的自修复和波状TE的重新附着和重新连接实现高效的设备级自救，从而产生持久的受到机械伤害或损坏时，能源供应不会出现故障。 大应变下的稳定能量输出和自救能力都是柔性和可穿戴电子产品的理想特性，表明 TEG 在可穿戴应用中具有巨大潜力。 参考文献 ： doi.org/10.31635/ccschem.021.202101077 版权声明： 「 水凝胶 」旨在分享学习交流高分子聚合物胶体学等领域的研究进展。编辑水平有限 ，上述仅代表个人观点。投稿，荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位关注！
波音Starliner飞船把坎巴拉太空计划玩偶带到了国际空间站IT之家5月22日消息，在经历了一系列磕磕绊绊后，波音Starliner太空飞船于美国东部时间5月20日2028（北京时间5月21日828）成功对接国际空间站。据Engadget报新的量子阱太阳能电池刚刚创造了效率的世界纪录科学家们不断地推动太阳能电池板的效率越来越高，并且有一个新的记录要报告在标准的1sun全球照明条件下，一种新的太阳能电池的效率达到了39。5。1sun标记只是测量固定量阳光的一种标星座是怎样命名的你知道吗？天空中的星星密密麻麻，数也数不清。古人发现，天上一组组恒星保持着固定的形状，镶嵌在夜空中。为了便于观察，古人用想像的线条，把天空划分成许多区域，并给它们取了相应的名称，例如我国古代X行星太阳系冥王星之外存在行星？50年以来研究一直在继续在海王星之外的太阳系区域，就像海洋中的深海一样，黑暗遥远，目前我们对这些区域基本上都没有深入探索过。由于距离遥远，光线较弱，因此，这一区域内很可能有目前仍未被发现的行星，它会很容易神秘金属球落入印度境内！美国专家中国火箭残骸！会被索赔吗？根据印度媒体印度快车的消息在2022年5月12日，在印度阿南德地区，有当地居民发现了3块从天而降的残骸，村民报警后，当地相关部门正在调查。1这神秘金属球是什么东西？通过相关的照片，遭遇强烈沙尘暴，祝融号火星车将失联7个月，为何毅力号不害怕？2020年我国的天问一号火星探测器，从地球上出发前往火星，2021年2月抵达火星附近，经过三个多月的绕火飞行，2021年5月份开始执行落活任务。天问一号作为我国深空探测的首项探测任新闻早餐祝融号发现火星水活动，或可供未来载人火星探测美好的一天，从早餐开始。早上好！欢迎收听齐鲁晚报齐鲁壹点音频栏目新闻早餐，我是文秀，今天是2022年5月23日，星期五，农历四月十三。聚焦热点祝融号发现火星水活动，或可供未来载人火土卫二向太空喷出水柱，吸引了全世界的想象力？是否存在外星生命当美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船看到土星冰冷的小卫星土卫二向太空喷出水柱时，它吸引了全世界人们的想象力。这种水来自隐藏在土卫二裂隙地壳下的全球液态海洋。水不是液态的，因为太阳的热量，今日凌晨，南半球部分地区迎来2022年第一次日食极目新闻记者黄佳琦据CNN报道，北京时间5月1日凌晨，南美洲南部南极洲太平洋和南大洋等部分地区的人们观看到了2022年的第一次日食。智利民众拍摄的日食当月球运行在太阳和地球之间，挡看似荒芜的撒哈拉沙漠，却通过大气环流，滋养着全球的生态系统地球是宇宙中目前已知的星球中，唯一拥有生命的行星，地球表面分布着丰富的物种，不过不同的区域，由于自然条件的差异，物种的丰富程度也差异很大。一般来说，气候高温多雨的地区，物种最为丰富俄罗斯只要中国同意，我们就加入！无人不晓，俄罗斯首先发射了人造卫星，完成了人类的第1次太空之旅。但是一段时间以来，美国都是世界上的太空大国太空强国。在苏联解体以后，美国的航空技术更是不可一世。在太空中遍布着美国的