中國研究人員創造了全球首款能將人體熱量轉換為電能的橡皮筋，這一突破有望使智能手錶及其他可穿戴設備能夠自動充電，無需笨重的電池或頻繁的充電。該團隊表示，這種新材料結合了彈性與高效的熱電轉換，這在以往的研究中並不常見。研究人員指出：「迄今為止，所有報導的高性能熱電材料僅實現了柔韌性，而非彈性。」
這項創新基於熱電原理，利用溫度差來產生電力。早在瓦特蒸汽機時代，就已經利用沸水的熱量轉化為運動。如今，科學家們試圖利用人體與周圍空氣之間較小的溫度差來產生電力。人體溫度大約維持在 37 度 Celsius（98.6 度 Fahrenheit），而環境空氣的溫度通常在 20 到 30 度 Celsius（68 到 86 度 Fahrenheit）之間。中國團隊開發的材料正是利用了這一溫差來產生電力。
熱電材料並不陌生，早期的太空探測器通常依賴放射性同位素來在沒有太陽能的情況下生成電力。然而，大多數現有材料要麼過於僵硬，要麼在拉伸時性能下降。北京大學的材料科學家雷霆（Lei Ting）向《南華早報》解釋了這一創新的新穎性，他表示：「我們是全球首個提出熱電橡膠概念的團隊。」他表示，團隊希望開發出既能彎曲、拉伸又能緊貼皮膚的材料，這類熱電設備穿戴起來舒適，能有效將人體的熱能轉換為電能，並減少熱量損失。他提到，理論上只要材料不受損，便能持續供電。
這一進展來自於將半導體聚合物與彈性橡膠相結合，研究人員設計了一種納米纖維網絡，以實現拉伸性和導電性。經過處理，這種材料的拉伸率超過了其原始長度的 850%。當拉伸至 150% 時，它能夠恢復超過 90% 的形狀，這與天然橡膠相當。此外，特殊的摻雜劑進一步提升了其性能，這些摻雜劑創造了與傳統無機材料相媲美的室溫熱電性能。
這一發展標誌著 n 型彈性體的進步，這類材料能在機械應力下導電並保持導電性。迄今為止，在 n 型系統中實現彈性與高電輸出的結合仍然難以達成。雷霆在接受《南華早報》訪問時表示，這項研究的應用不僅限於充電可穿戴設備。他提到，還可以用於遠程通信，例如設備可以從火源產生的熱量中獲取電力。該團隊還計劃將這種橡膠整合到衣物中，這樣的服裝能在口袋中為手機充電，同時利用半導體導線將體熱向外傳導以調節溫度。
醫療應用也是研究的另一個重點。心血管患者通常需要佩戴監測設備長達一週，這些設備需要大電池。新的材料有可能用輕便的傳感器取代這些大電池，這些傳感器可以直接從人體熱量中獲取電力。該研究已發表在《自然》期刊上，標誌著在可穿戴技術及醫療設備領域的一次重要進步。
