东华大学张耀鹏、牛欠欠、上海工程技术大学王宝秀：自供能传感用丝素蛋白热电水凝胶
水凝胶基热原电池可通过氧化还原过程收集低品位热能并将其转化为电能。然而，对于天然聚合物水凝胶基热原电池而言，同时实现高机械强度、优异热电性能以及可生物降解性仍具挑战。在本工作中，采用溶剂交换诱导的构象转变策略，制备了强韧、低溶胀且可生物降解的丝素蛋白水凝胶，用于低品位热能收集和自供电应变传感。所得纯丝素蛋白水凝胶的拉伸模量高达5.4 MPa，压缩模量为4.4 MPa，在50%应变下的压缩应力为1.4 MPa，优于大多数此前报道的纯丝素蛋白水凝胶。此外，以K4[Fe(CN)6]/K3[Fe(CN)6]作为氧化还原电对，由这些水凝胶构建的热原电池受益于纳米纤维缠结网络与盐酸胍之间的协同效应，其塞贝克系数约达到4.3 mV/K。通过将多个热电池单元串联集成，该器件可为电子计算器和发光二极管供电。当其组装成自供电应变传感器时，可实现对人体运动的实时监测。本研究提出了一种制备丝素蛋白水凝胶基热电池的新策略，可用于低品位热能收集、自供电传感和无源手表，展示了其在可穿戴应用中的巨大潜力。
摘要图
原文信息：Qianqian Niu, Zhaohua Fu, Jinpeng Cai, Zhendong Chen, Yue Wang, Baoxiu Wang*, Yaopeng Zhang*, Highly robust, low-swelling, and biodegradable silk fibroin hydrogels as thermocells for low-grade heat harvesting and self-powered strain sensor, J. Mater. Chem. B, 2026, https://doi.org/10.1039/d6tb01479h
