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（来源：科创中国）

将来，粘贴在手臂上的薄膜梗概不错将东说念主体代谢热转机为电能，为心率监测器续航；工场管说念外的柔性贴片能让废热流来电网；更前沿的“电子皮肤”既能回收深海探伤器的摩擦热，又能为航天服供电。

“成了！”当点开邮件看到《当然》杂志裁剪部发来商议效能“矜重发表”的奉告，青岛科技大学高分子科学与工程学院栽种刘凯长舒连气儿，指尖在键盘上悬停良久。

这一幕发生在不久前。本年34岁的刘凯，过程3年齐集攻关，开发出首个N型热电弹性体，让橡胶从工业密封件、轮胎等传统材料“副角”，一跃成为不错为可衣着电子开荒、智能软体机器东说念主供能的“枢纽变装”，为百年橡胶工业史成就了一块“会发电”的里程碑。

决心跳动百年科学天堑

“这篇论文的撰写用了3年，背后更有着近10年的蓄力。”说起刚刚发表的这篇论文，刘凯感慨说念。

2011年，刘凯考入青岛科技大学，4年的本科学习让他对高分子材料与工程橡胶标的产生了浓厚兴味，并留校不时读研。

在华静栽种的提示下，刘凯启动斗争橡胶功能化改性。从弹性体分子结构调控到功能添加剂筛选，再到性能评价体系的构建，他不断探索着橡胶材料的性能鸿沟。孜孜不断的商议，让刘凯摸清了橡胶分子链的“性格”。

2018年，刘凯插足中国科学院化学商议所攻读博士学位，力图于通过弹性体与光电材料的协同设想，突破传统刚性器件的局限。为复现可拉伸晶体管技巧，他渡过了365个“16小时责任日”，最终摸清了柔性电子的“命门”。凭借这种坚捏与浩大，刘凯在攻读博士学位时候行动第一作家发表SCI著述15篇，为他后续联系商议责任的开展奠定了坚实基础。

在高端弹性体材料规模，曾有一说念横亘在商议者目前百年的科学天堑——弹性体无法同期已毕高拉伸回弹与热电性能。

2022年，刘凯与博士后互助导师雷霆栽种交谈时，雷霆称赞，“面前的柔性电子器件清寒能拉伸的与之配套的电源”。陡然，“为柔性电子器件加上能拉伸的电源”这个念念法，如电光石火般击中了刘凯——本硕阶段的橡胶商议与博士阶段的半导体商议教悔，陡然有了交织点。

一直以来，刘凯坚捏“通晓即是用来被冲破的”这一科研信条。恰是这种信条，让刘凯奋发在新材料规模始创热电弹性体，认识是补足国内在高端弹性体材料规模的技巧短板。

反复配比让“鱼与熊掌兼得”

热电弹性体，浮浅来说是一种兼具弹性、伸展性和热电退换身手的翻新材料。“传统橡胶如团结根通俗橡皮筋，能拉弹，却守着‘绝缘体’的分内；团聚物半导体有发电后劲，却脆得像玻璃。”刘凯先容，“咱们要作念的，即是在传统橡胶上编织会导电的‘智能丝线’，使其拉得越长，电通路越坚韧。”

“编织”责任听上去浮浅，作念起来却绝非易事。

基于自己在不同规模的商议教悔，刘凯在施行中发现，弹性体的拉伸回弹性与其热电性能并非十足互斥。使二者共存的枢纽，在于构建“体相纳米相差别共混形容”和“拉伸—回弹交联采集”。这不错使材料在拉伸形变后仍能保管灵验的电荷传输旅途。

发现这一丝后，刘凯反复将弹性体、共轭团聚物与掺杂剂按不同的比例进行羼杂，反复开展施行测量材料拉伸后的热电性能。“一启动的施行并不堪利，施行铁心最令东说念主泄劲时，材料拉伸到原有长度的20%，其热电性能就会断崖式着落。”回忆起那段潜心攻关的日子，刘凯说，他每天测试几十种羼杂比例，常常责任到天亮。

功夫不负有心东说念主，在渊博个不眠之夜后，他终于迎来了紧要突破——在热电团聚物加入弹性体后，“高电导—低热导”这一册征矛盾被冲破，材料的电导率得以提高，热导率得以裁汰，热电性能获取较着增强。同期，当样品被拉伸至原始长度的150%时，他们所制备的热电弹性体的热电功率因子非但未下降，反而权贵普及。

在雷霆的提议下，更惊东说念主的突破相继而至。当刘凯在施行材料中加入一丝交联剂后，材料像被施加了“魔法”：其极限拉伸率冲破800%，是传统橡胶的4倍以上，且在150%应变下回弹率高达90%。

“咱们的商议径直处分了柔性电子器件中材料因拉伸导致性能衰减的核肉痛点，让‘鱼与熊掌不错兼得’。”刘凯深化说。

将来重在适配实质需求

在青岛科技大学高分子科学与工程学院的走廊里，一块块展板推崇着橡胶技巧发展史。从自然橡胶的发现到合成橡胶的出生，再到如今的热电弹性体，百年光阴在橡胶材料的发展中流淌。

“往常对橡胶进行的商议，大多聚焦其行动工业材料在轮胎、密封件相配他居品中的利用。当今，咱们要让它走进可衣着电子开荒、废热回收、柔性机器东说念主等新兴规模，变身‘高端功能化智能材料’。”刘凯告诉记者，热电弹性体凭借出色的优柔性与拉伸性能，能够良好贴合东说念主体皮肤，灵验采集热能，同期裁汰斗争电阻对热电转机效能的影响。此外，其无需复杂互畅达构的特质，使得它与皮肤名义能够径直适配，成为柔性电子器件的理念念动力采集决策。

如今，刘凯不时进行橡胶与光电、热电等新兴技巧的交叉交融商议。在他看来，这些商议最大的挑战，并非突破单一技巧难点，而是如安在动态诊治中保捏商议标的的聚焦。

“比如，从弹性体功能化到可拉伸电子器件研发，再到热电弹性体的跨规模蔓延，从材料基础翻新到功能器件开发，再到动力集成利用，联系规模商议的每一次深化与蔓延齐需要均衡翻新与延续之间的关联。”刘凯告诉记者。

商议效能登上《当然》，关于刘凯来说不是绝顶，而是新的开始。在他施行室吊挂的商议绸缪表上，“电子皮肤”的多功能集成、产业化中试线开发已排上日程。

“目前业界开发的热电弹性体，大多功能较为单一。但在实质利用中，咱们需要材料同期具备多维度的性能。”刘凯先容，何如通过分子设想或结构调控已毕“功能耦合”，针对光电皮肤、热电皮肤、生物传感器等具体场景，使弹性体的功能化改性进一步适配实质需求，是团队下一步的商议标的。

“梗概用不了多久，智高腕表真能和充电线说再会。”刘凯先容，将来，粘贴在手臂上的薄膜梗概不错将东说念主体代谢热转机为电能，为心率监测器续航；工场管说念外的柔性贴片能让废热流来电网；更前沿的“电子皮肤”既能回收深海探伤器的摩擦热，又能为航天服供电。

语言间，他提起一块能发电的“智能橡皮筋”。拉伸时，它顺心如绸；回弹时，它蓄力如弓。刘凯笑着说：“科研就像橡胶，既要守得住韧性，又要勇于拉伸鸿沟。”

一起走来，在刘凯的学术舆图上，每一步齐显显露橡胶般的韧性、延展性，在他的商议狡计里，将来的橡胶正不断解脱自己局限，奔向更开畅的全国。

（来源：科技日报 作家：宋迎迎）开yun体育网