The Innovation | 面向温差发电和人体热管理应用的热电织物热学重构设计

背景：柔性热电器件在自供电和人体热管理方面具有潜力，但其性能受限于室温热电优值低和热阻不匹配，难以在实际穿戴条件下实现高效发电和温度调控。研究目的：本文提出一种基于热阻匹配原理的热电织物通用设计方法，通过优化热电柱几何构型（如双锥结构）和织物拓扑结构，实现器件与人体及环境之间的最佳热阻匹配，从而显著提升热电输出性能。结论：优化的热电织物在环境温度289K时功率密度达235-322 μW/cm²，在318K时能实现15-23K的降温效果。研究成功演示了其在自供电手势识别手套系统、遥控灵巧手、控温服和控温头盔等场景的应用，验证了其在实际穿戴中的实用性和可靠性。该策略为高性能可穿戴热电系统提供了坚实的理论依据和技术路径。