在智能可穿戴設備迅速普及的當下，如何為其提供輕便、環保且持久的能源，成為全球科技界關注的重點。柔性熱電材料因能將人體熱量或環境廢熱直接轉化為電能，被視為解決這一難題的關鍵技術。然而，受限于材料性能，傳統柔性熱電材料的轉換效率較低，難以滿足智能穿戴設備的實際需求。

近日，上海應用技術大學材料技術學部傳來突破性進展：2023級博士生秦杰在導師柯勤飛教授與杜永教授的指導下，通過溶液3D打印技術成功制備出聚合物包覆的硒化銀基柔性熱電薄膜。該材料在400K溫度下功率因子達到2191.5μWm?1K?2，刷新了3D打印制備柔性有機/無機復合熱電薄膜的性能紀錄，為智能穿戴設備的能源供應提供了全新解決方案。

這一突破的核心在于對材料微觀結構的精準調控。研究團隊通過協同優化異質界面、孔隙、晶界與位錯，實現了Seebeck系數與電導率的同步提升，同時有效降低了熱導率。“就像給材料‘精細調音’，讓熱電轉換能力得到質的飛躍。”秦杰形象地比喻道。更令人矚目的是材料的柔韌性：經過1000次反復彎折后，其功率因子仍保持93%以上，完美適配智能穿戴設備貼膚、彎曲的使用場景。

在制備工藝上，團隊創新采用溶液3D打印技術，實現了“材料-器件”的一體化制備。傳統工藝需要經過剪切、焊接、封裝等多道復雜步驟，而3D打印技術通過一體化成型，大幅提升了生產效率并降低了成本。“這為柔性熱電材料的規模化制造與產業化推廣開辟了全新路徑。”杜永教授指出。

跨學科融合是這一突破的關鍵。柯勤飛教授在高分子聚合物設計領域的深厚積累，為材料的柔性與穩定性提供了重要指導；杜永教授在熱電材料與器件制備方面的專長，則確保了能量轉換性能的優化。“我們將高分子材料的柔韌優勢與熱電材料的轉換能力相結合，打破了單一學科的研究局限。”柯勤飛教授強調，這種學科交叉不僅推動了技術創新，更為培養復合型科研人才提供了實踐平臺。

目前，這項技術已在多個場景中展現出應用潛力。將柔性熱電器件貼附于皮膚表面，可持續將人體熱量轉化為電能；團隊研發的智能口罩通過檢測呼吸溫差信號，能實時監測呼吸頻率與規律，為哮喘等呼吸道疾病的日常管理提供新思路。杜永教授表示：“這些不僅是實驗室里的樣品，更是有望解決生活難題的產品雛形。”

立足上海應用技術大學“依產業而興、托科技而強”的辦學理念，研究團隊正探索將熱電材料與香料香精學科結合，開發“功能性芳香新材料”。柯勤飛教授透露，未來可能在熱電材料中融入天然植物香氛，實現“情緒香氛”等多元功能，讓智能材料兼具實用性與情感價值。

據悉，這項研究成果已發表于國際頂級期刊《Nature Communications》（2025, 16, 8497），論文第一作者為秦杰，通訊作者為杜永教授、柯勤飛教授及澳大利亞南昆士蘭大學洪敏教授。“科研并非遙不可及，而是能解決日常煩惱、讓生活更美好的‘魔法’。”秦杰表示，未來將繼續深耕柔性熱電材料領域，努力產出更多具有原創性和應用價值的成果。