近年来，随着科技的不断发展，许多移动电子产品正在变得越发先进且小型化。
但无论怎样先进、小型化的设备都需要能量来维持工作，而为它们供能的电源则可能大而笨重。
因此，在移动电子产品迅速普及和更新换代的今天，可穿戴式供电器件逐渐成为研究热点。
近期，东华大学研究团队就在这一领域取得了最新进展，有望为移动电子产品提供永久电源。
从理论上讲，人体热量可以利用人体温度和周围较冷空气之间的差异产生能量，这是一种“热电效应”。
温差发电机（热电器件）就是一种利用人体和周围环境之间的温差持续发电的装置，并且它也无需任何传动部件。
温差发电技术相对于其他类型的发电技术，如太阳能、摩擦、压电发电技术，有着无噪音、全天候24小时可工作，占空比100%等优势。
织物智能化配置是实现热电器件可穿戴性的最有效途径，但传统织物的二维结构只能收集平面内的热量，无法匹配人体与环境的热流方向，并且难以实现持续供电与肢体动作的兼容性，从而限制热电器件的可穿戴应用，成为困扰研究界多年的问题。
热电织物内热电传输过程相对于其它类型的柔性能量转换技术，柔性热电器件是一种重要的补充技术。
它具有全天候工作、无移动部件、内阻小、直流电输出等特点，并同时具有温度调控和温度传感功能，可为多数物联网用可穿戴电子器件持续供电。
相比二维柔性热电器件，由热电纱线编织成的三维纺织结构热电器件（简称热电织物）具有独特优势，包括面内能量转换、三维形变及共形和穿戴舒适等特点。
因此，将纺织结构与热电技术有机结合，开发柔性热电纱线及织物是重要的研究方向之一。
近期，东华大学纺织学院张坤研究员S.M.A.R.T.团队联合中国科学院物理研究所赵怀周研究员研究团队、中国科学院工程热物理所张挺研究员以及美国西北大学Jeffrey Snyder教授在柔性无机半导体基热电织物方面取得新进展，研究成果“耐久、可拉伸、可洗涤的无机半导体基柔性热电织物及其在发电和固体制冷方面的应用”（“Durable, stretchable and washable inorganic-based woven thermoelectric textiles for power generation and solid-state cooling”）发表在英国皇家化学学会期刊《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）。
串珠状碲化铋基热电纱线及其热电性能在研究过程中，团队成员针对三元同轴串珠状碲化铋基柔性热电纱线的制备与热电性能研究、三元同轴串珠状碲化铋基热电纱线的动态力学及电学结构稳定性研究、热电织物的设计及温差发电性能研究、热电织物的热电传输机制研究、热电织物的固态制冷性能研究等多个方面开展了大量工作。
团队制备了p型（BST w/-UHS）和n型（BTS w/-UHS）热电臂交替排列的串珠状碲化铋基热电纱线，并利用半自动小样机织机，采用传统纺织纱线及热电纱线，织造了三维热电织物。
该热电织物在经纱方向具有超过100%的伸长率，最小弯曲半径约为2mm。
热电织物的制备及发电性能表征实验结果显示，在ΔT=25K时，热电织物的输出功率密度高达0.58 W/m2，优于当前的织物基热电器件，可与传统无机热电材料的柔性TEG相媲美。
不仅如此，这种热电织物还具有可机洗性，且在循环拉伸和弯曲载荷下，其内阻几乎不受影响。
在小温差（16K）下，该热电织物可为多种电子器件提供稳定持续的电能。
同时，该研究首次报道了热电织物的固态制冷效应。
经研究发现，该热电织物在静止空气中表现出较为明显的固态制冷效果，温降约为3.1K（环境温度为26℃，相对湿度为60%）。
热电织物的固态制冷效果东华大学纺织学院博士生郑园园为该论文的第一作者，张坤研究员为通讯作者，中国科学院物理研究所李国栋副研究员为联合通讯作者。
此项研究工作得到了东华大学纺织面料技术教育部重点实验室、东华大学科学技术研究院、国家自然科学基金、科技部重点研发计划以及中国纺织工程学会电子纺织材料与制品科研基地等支持。
论文作者感谢东华大学李炜教授团队和中国科学院硅酸盐所仇鹏飞研究员团队的技术支持。
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