一组研究人员开发了一种适用于可穿戴技术（包括智能纺织品）的热电材料，该材料即使在极端条件下也能保持一致的热能效率。这一创新成功解决了在热电材料中平衡高性能与机械柔韧性这一长期挑战，为潜在的商业化铺平了道路。
一个韩国研究团队开发了一种适合可穿戴设备（包括智能衣物）的热电材料，同时确保在恶劣环境下也能稳定地提供热能性能。这一进展显著解决了在热电材料中平衡高性能和机械柔韧性的挑战，这一直是该领域的一个持续问题，并表明了商业化的潜力。
21日，KAIST（在李光炯校长的领导下）宣布，包括材料科学与工程系的郑延植教授和机械工程系的朴仁奎教授在内的合作研究团队，以及来自汉巴特国立大学和韩国机械与材料研究所的研究人员，成功创造了“碲化铋（Bi2Te3）热电纤维”。这一发展为下一代柔性电子设备提供了一个有希望的能量收集解决方案。
热电材料能够在温差的驱动下产生电压，从而将热能转化为电能。考虑到约70%的能量作为废热损失，人们对这些材料的兴趣日益增长，因为它们有潜力从废热中回收和利用能量。
我们周围的许多热源，如人体、排气管和散热器鳍片，通常呈曲线形状。虽然源自陶瓷的无机热电材料表现出优秀的热电性能，但它们脆性较大，并且很难制造成曲线形状。反之，利用传统聚合物粘合剂的柔性热电材料虽然可以适应各种形状，但由于聚合物的电导率差和热阻高，效率受到限制。
传统的柔性热电材料中加入了聚合物添加剂。然而，这个研究团队开发的无机热电材料通过扭曲纳米带，以创建一种线状结构，避免了这些限制，而不是依赖于添加剂。通过利用无机纳米带固有的柔韧性，团队采用基于纳米模具的电子束沉积方法，连续沉积这些纳米带，然后将其扭转成由碲化铋（Bi2Te3）组成的纤维。
这些新的无机热电纤维在弯曲强度上优于之前的热电材料，显示出显著的耐用性，甚至在经历超过1000次的弯曲和拉伸周期后，电性能几乎没有变化。研究人员开发的热电装置能够在温差下产生电能；因此，如果用这些纤维型热电装置制作的纺织品，可能会从人体热量中产生电力，从而为其他电子设备供电。
通过将这些热电纤维嵌入救生衣或衣物中进行实验，确认了商业化前景。这为创建高效能量收集系统打开了大门，该系统通过利用管道内热流体与外部冷空气之间的温差来回收废热，在工业应用中具有潜力。
郑延植教授评论道：“本研究开发的无机柔性热电材料可以集成到可穿戴技术，如智能衣物中，使其在极端条件下保持稳定性能，从而增加未来商业化的潜力。”朴仁奎教授还强调：“这一技术将成为下一代能源收集方法的重要组成部分，对从工业废热回收到个人可穿戴自供电设备的各个领域产生重大影响。”
本研究还包括来自KAIST材料科学与工程系的博士候选人张汉辉、韩国大学世宗校区的安俊成教授，以及韩国原子能研究所的郑永禄博士，他们都是这项研究的共同第一作者。他们的研究成果于9月17日发表在著名期刊《先进材料》的在线版上，并因其重要性被特别确认在封底文章中。(论文标题：柔性全无机热电纱线)
本研究得到了韩国国家研究基金会的中期研究者支持计划和未来材料发现计划的支持，以及全球生物集成材料中心、贸易、工业和能源部和韩国工业技术评估与规划院（KEIT）的协助，由科学与信息通信技术部负责。
