近期，东华〖大学纺织学院张坤研究员“智能可穿戴纺织品”团队在柔性可穿着热电织物方面取得进展，研究成果以《碳纳米管纱线基热电织物供电可穿戴电子ζ　器件》“Carbon nanotube yarn based thermoelectric textiles for harvesting thermal Energy and powering electronics”为题在英国皇家化学会（RSC）杂志《Journal of Materials Chemistry A》发表，并被选为内封▅面论文。课题组博士生郑园园为第一作者，张坤研究员为第一通⊙讯作者，中国科学院北京化学研究所狄重安研究员为联合通讯作者。

在物联网、极限运动、野外生存及①单兵装备等领域，多数可穿戴电子设备易受电池容量和供电持续性的影响。近年来，无运动部件、无噪声、电路简单且连续供应能量的柔性热电织物逐渐♂成为领域内研究重点。但相关研究仍处于初级探索阶段，现有的热电织物输出电功率较低，可穿着性差，抗形变性能差，且织物组织结构等对热电输出性能的影响研究尚属︾领域空白。

本课题将传统纺织与ζ　热电技术有机结合制备热电织】物，利用人体-环境间温差实现可穿戴【电子设备的自主供电，同时兼具穿着舒适性。借助多物理场有¤限元模拟，解析了织物○组织结构对温度场和电势场耦合效应的影响，为后续开发高性能热电织物提供理论支◤撑和技术支持。

该课题首先■提出了批量制备分段式热电纱线的方法，利用浸渍涂覆法连续制备了数十米碳纳米管纱线基分段式热电纱线，该方法简单易¤行，可批量化制备且样品热电性能好。

分段式热电纱线制备过程示意图

不同织物结构对热电器件的①热输运性能影响很□　大，本课题利用ANSYS有限元模拟软件首次初步探索了织物结构对热电织物热电功→率的影响规律。

织物结构对热电织物热电功率的影响

本课题选用间隔织物为基底制备热电织物，p型和n型热电臂在织物厚度方向交替排列。在温差为47.5K时，TET的输出电压为3.7 V，电流为0.4 mA，输出№功率为51.5 mW/m2，成功为电子手表、计步器、体温计、温湿度计及紫外线仪直接持续供电，也可为智能手环等直接充电。同时，热电『织物在极端低温下（如※液氮温度）可稳定使用，而⌒　一般电池已失效。在千次三维形变（拉伸、弯曲、压缩、扭曲）后，电▓功率保持80%以上。制备包芯热电纱线后其耐磨性及可织造性得到了大大提高，可采用德国Stoll电脑横机织成间隔热电织物。

热电织物及其热电输出性能和应用展示

该项研究工作同时得到ㄨ了来自东华大学纺织学院、上海硅酸盐研究所及华东师范大学等相关课题组的支持和帮助。相关研究成果得到了国家自然科学基金、中科协“青年人才◥托举工程”、 中央高校基本□科研业务费等项目的资助。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/ta/c9ta12494b

视频：   摄影: 撰写：郑园园  信息员：崔启璐  编辑：朱一超