纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋教授团队在国际著名材料期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题目为“Organic/Inorganic Hybrid Ionogel Fiber with Synergistically Enhanced Mechanical and Ionic Thermoelectric Performances”的研究成果。论文的第一署名单位为武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室，李沐芳教授为论文第一作者，王栋教授为论文的唯一通讯作者。
可穿戴设备的快速发展促进了纤维材料在电子设备中的应用。作为人们日常生活不可缺少的基础材料，纤维被认为是制备可穿戴电子产品的理想载体。利用纤维制成的电子器件除了具有重量轻、柔软、顺应、佩戴舒适等优点外，还可以通过编织技术构建多种结构，为其多场景应用和大规模制备提供了可能。其中，能够收集人体废热并将其转化为电能的纤维基热电（TE）设备受到广泛关注，对可持续发展具有重要意义。与电子热电材料相比，离子热电材料（i-TE）具有较高的热电压，近年来发展迅速。其中，由离子液体（IL）和固态网络制成的准固态离子凝胶具有高柔韧性、非挥发性、热稳定性和化学稳定性等优点，受到越来越多的关注。然而，构筑具有协同增强的机械和热电性能的离子凝胶纤维仍然存在很大挑战。
针对上述问题，团队提出了一种反溶剂-掺杂-杂化协同策略制备PVDF-HFP/EMIM:DCA/NaTFSI/SiO2（PH/ED-E-Na-SiO2）杂化离子凝胶。在90%湿度下，PH/ED-E-Na-SiO2离子凝胶的离子塞贝克系数为47.5 mV K-1，离子电导率为43.7 mS cm-1，相应的功率因数高达9845.8 µW m-1 K-2，这主要归因于材料较低的结晶度，增强的离子解离、迁移及扩散差异。
基于此，通过涂层技术制备了PH/ED-E-Na-SiO2离子凝胶纤维。与离子凝胶薄膜相比，离子凝胶纤维表现出同样优异的离子热电性能，且拉伸强度和应变显著提高至17.7 MPa和70%。利用此离子凝胶热电纤维，通过编织技术制备了可穿戴的i-TE设备，其表现出优异的穿戴舒适性和稳定性。将此i-TE设备佩戴在手臂上，利用人体与环境的温差（∆T=2.6 K）可产生284 mV的热电压，并通过电路设计成功点亮了LED灯泡，展示了其作为可穿戴供能设备的潜在应用价值。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202415856
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