柔性電子、自供能系統(tǒng)與智能傳感技術(shù)的快速迭代，正推動儀器設(shè)備向小型化、柔性化、自驅(qū)動化加速轉(zhuǎn)型，而環(huán)境中低品位熱能的高效利用，正是這場轉(zhuǎn)型中亟待突破的關(guān)鍵難題。熱釋電材料作為連接溫度波動與電信號的核心載體，其性能優(yōu)劣直接決定了熱傳感、能量收集類儀器的精度上限與應(yīng)用范圍。近日，東南大學(xué)科研團隊在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大技術(shù)突破，相關(guān)成果發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊《Advanced Functional Materials》（《先進功能材料》），為下一代智能傳感儀器研發(fā)開辟了全新技術(shù)路徑。

該研究由東南大學(xué)智能材料研究院院長、首席科學(xué)家、智能科學(xué)與工程學(xué)院李全團隊牽頭，浙江師范大學(xué)博士陸海峰參與協(xié)作，論文通訊作者為東南大學(xué)李全、湯玉琪博士及浙江師范大學(xué)陸海峰博士。團隊以“Light-Driven Liquid Crystal Elastomer Composites With Enhanced Pyroelectrics for High-Performance Energy Harvesting and Sensing（光驅(qū)動液晶彈性體復(fù)合材料通過增強熱釋電效應(yīng)實現(xiàn)高性能能量收集與傳感）”為題，全面解析了新型柔性熱釋電復(fù)合材料的研發(fā)邏輯、核心性能及落地潛力。

傳統(tǒng)熱釋電材料長期受困于一個核心矛盾：難以同時兼顧柔性、輸出性能與能量轉(zhuǎn)換效率——柔性不足則無法適配便攜式、可穿戴儀器，輸出性能偏低又難以滿足高精度監(jiān)測需求，這一短板嚴(yán)重制約了其在智能檢測、工業(yè)監(jiān)測等領(lǐng)域的規(guī)模化落地。為破解這一困境，李全團隊歷經(jīng)多輪試驗優(yōu)化，創(chuàng)新將光熱響應(yīng)優(yōu)異、可實現(xiàn)大尺度可逆形變的液晶彈性體（LCE）與極性超分子晶體復(fù)合，成功研發(fā)出MCBF/LCE柔性復(fù)合材料體系。

這一復(fù)合材料體系的核心競爭力，源于其獨特的作用機制：在近紅外光照環(huán)境下，液晶彈性體（LCE）會發(fā)生收縮并產(chǎn)生機械應(yīng)力，該應(yīng)力可高效傳導(dǎo)至熱釋電組分，進而顯著放大“二次熱釋電效應(yīng)”，最終實現(xiàn)電信號輸出的跨越式提升。實測數(shù)據(jù)印證了其優(yōu)異性能：MCBF/LCE復(fù)合材料的熱釋電系數(shù)高達(dá)-8.15 nC·cm?2·K?1，輸出電壓與電流分別達(dá)到-14.6 V和48.9 nA，不僅遠(yuǎn)超傳統(tǒng)熱釋電材料，更具備出色的循環(huán)穩(wěn)定性，可充分適配儀器長期在線運行的實際需求。

放到儀器設(shè)備應(yīng)用場景中，這款新型復(fù)合材料的實用價值尤為突出。它可直接驅(qū)動LED發(fā)光，為自供能傳感節(jié)點、無源檢測儀器提供穩(wěn)定能源支撐；同時，依托其卓越的熱傳感性能，可搭建實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)，精準(zhǔn)實現(xiàn)CPU等電子器件的過熱預(yù)警，在工業(yè)設(shè)備熱管理、芯片檢測、柔性可穿戴測溫等多個領(lǐng)域，都展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用空間。

據(jù)悉，該研究得到江蘇省雙創(chuàng)團隊計劃、國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金及中國博士后科學(xué)基金等多個項目的聯(lián)合資助，為研究的持續(xù)推進提供了堅實的資金與資源保障。這一成果的落地，不僅填補了柔性高輸出熱釋電敏感材料的技術(shù)空白，更將為熱傳感儀器、能量收集設(shè)備的柔性化、集成化升級注入動力，對高端分析儀器、工業(yè)在線監(jiān)測等產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展形成有力支撐。