便携设备与传感器的协同实现了对人体健康与活动的远程持续监测，有力支撑了物联网在健康领域的发展。然而，随着传感器功能不断强化，其功耗急剧攀升，而电池容量受物理极限制约，导致设备需频繁充电，严重影响了数据采集的连续性。基于塞贝克效应的可穿戴热电发电机(TEG)能够将人体散发的热量直接转换为电能，为低功耗传感器提供持续电力，逐渐成为构建自供电系统的理想途径之一。然而，现有TEG普遍存在热电转换效率低、穿戴热舒适性差的核心瓶颈，严重限制了其实际应用。因此，发展兼具高效热能收集与零能耗个人热管理(PTM)功能的新一代可穿戴TEG器件，已成为突破该技术应用障碍、推动自供电电子发展的关键方向。

图1多功能STRTEYs的制造工艺、结构构造和工作机理示意图

近日，河南大学未来技术学院、河南省量子材料与量子能源重点实验室曹瑞瑞团队在顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题为“All-in-One Flexible Thermoelectric Yarns for Integrated Energy Harvesting, Adaptive Personal Thermal Management, and Self-Powered Sensing”的研究论文。该研究通过材料-结构-工艺的协同创新，成功构筑了一种集成相变热调节与热电转换功能的可拉伸热电纱线，首创性地将同轴静电纺丝与凝固浴湿纺技术结合，构筑了具有“相变材料热缓冲芯层-热电功能层-聚氨酯柔性封装皮层”多级皮芯结构的复合纱线。其中，相变材料通过可逆的固-液相变高效缓冲局部温度波动，不仅显著提升了穿戴热舒适性，更有助于维持热电材料两端的稳定温差，从而协同增强了持续发电能力。该策略不仅实现了潜热储存(110 J/g)与热电转换(PF高达6.77 μW/(m K²))的功能一体化，更通过高效的相变潜热管理，STRTEYs将有效热电输出持续时间显著延长了约393秒，有力印证了相变热调节与能量收集之间的协同增效机制。与此同时，该纱线对微小温差表现出高灵敏度(0.32℃)，具备优异的长期稳定性与循环稳定性。这为发展新一代自适应、自供电的可穿戴系统提供了全新的解决方案。

河南大学为该论文的第一完成单位。未来技术学院曹瑞瑞副教授为第一通讯作者；2022/2023级硕士研究生余浩然、董文博为该论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助以及课题组李福民、刘英、李桧林等老师的大力支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202525233