博士4登顶刊，他用一片薄膜拓宽智能穿戴设备的未来 |青春，在奋斗中闪光

一副轻巧的口罩能实时监测呼吸健康，运动衣料随时为手机充电……

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想象一下，一副轻巧的口罩能实时监测呼吸健康，运动衣料随时为手机充电……这些听起来颇具未来感的智能可穿戴能源器件，在上海应用技术大学材料学部博士生秦杰及其团队手中，正从构想一步步走向现实。在导师的指导下，他们利用溶液3D打印技术，成功攻克了柔性热电薄膜与器件一体化制备的瓶颈难题。这项由秦杰作为第一作者的研究成果，不仅登上了国际知名期刊《自然·通讯》，还一举拿下了中国国际工业博览会的创新金奖。

这个假期，秦杰没有返回扬州老家，而是选择留在实验室完善成果，并积极对接多家有合作意向的企业。“假期企业负责人的时间相对充裕，正是推进技术成果落地的好时机。”他解释道。对于秦杰和团队而言，目标非常明确：让实验室里的样品尽快走进生产线，转化为解决日常痛点、提升生活品质的实用产品，而不仅仅是停留在期刊论文里的文字。

一片小薄膜，刷新最高纪录

最近，秦杰正忙于反复调整实验参数。“目的是让数据更稳定，以满足未来产业化批量生产的要求。”他说。

一聊到柔性热电材料，这位平时略显沉默的博士生立刻变得健谈起来：“别看这张用溶液3D打印技术制备的薄膜只有几微米厚，但‘小身体’里蕴藏着‘大能量’。”这张聚合物包覆的硒化银基柔性热电薄膜，在400K的温度下，其功率因子达到了惊人的2191.5μWm⁻¹K⁻²。这个数字，创下了目前所有通过3D打印制备的柔性有机/无机复合热电薄膜的最高纪录。更关键的是，即使经过1000次反复弯折，其功率因子仍能保持在93%以上。这种卓越的柔韧性，完美适配了智能穿戴设备需要贴肤、弯曲的使用场景，一举解决了高性能与高柔性难以兼顾的行业痛点。

那么，这一片小小的薄膜，究竟能给生活带来哪些改变？秦杰举了个例子：柔性热电发电机不仅便携、轻质、环境友好，更重要的是，它能直接将人体热量或环境废热转化为电能。“目前，团队已经进行了多项产业化雏形的尝试。”他展示了一款智能口罩。从外观和重量上看，它与普通口罩无异，但其内部集成的薄膜能通过检测呼吸产生的温差信号，实时监测使用者的呼吸频率与规律。这为哮喘等呼吸道疾病的日常管理，提供了全新的技术思路。

这项技术的产业价值远不止于此。在材料取得突破的基础上，秦杰所在团队进一步实现了“材料-器件”的一体化制备。要知道，传统工艺制造一个热电器件，需要经过剪切、焊接、封装等多道复杂工序。而溶液3D打印技术工艺在多种材料体系中均可适用，在显著提升效率的同时，还能大幅降低成本。

跨学科托举，基础研究变产业“金果子”

一张小薄膜背后，实则是一支由双导师领衔的跨学科团队共同托举的成果。

上海应用技术大学的柯勤飞教授深耕高分子聚合物设计，为提升材料的柔性与稳定性提供了关键指导；杜永教授则长期专注于热电材料和器件的制备与性能研究。两位导师在聚合物与无机体系的融合上形成了优势互补。正是在这样的指导下，秦杰在博士期间就以第一作者身份发表了近20篇SCI论文，其中包括4篇国际顶刊论文，同时还获得了3项国家发明专利授权，成为学校首位入选中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划的博士生。

其实，博士生涯初期，秦杰也曾一度埋头于纯粹的实验室科研。是导师柯勤飞的一席话点醒了他：科研成果不应是空中楼阁，更应紧扣实际需求，转化为产业的“金果子”。就读期间，这支双导师团队以“材料—工艺—器件—应用”为主线，构建了从科研到产业的人才培养闭环。这段产学研结合的历练，也让秦杰深刻体会到：“只有解决真需求，才能创造真成果。”

他回忆道，在一次论文投稿过程中，审稿人提出了一项在领域内都较为少见的界面稳定性测试要求。当时实验室缺乏配套设备，可参考的文献也寥寥无几。他没有退缩，而是沉下心来，主动联系多家专业测试机构、请教领域内资深专家，一遍遍调试方案、反复实验，最终圆满完成了补充测试。当然，也有遗憾。尽管手握多篇论文和专利，但研究成果距离真正走进产业还有一步之遥。最接近产业化的一次，成果已经进入了中试环节。

“宁拙毋巧，宁朴毋华。”这是物理学家杨振宁钟爱的一句格言，也成了秦杰的科研信条。在他看来，我国科技与世界并跑、领跑的“长板”已越来越多，但越是身处科技竞速的前沿，就越需要青年人肯下苦功、肯用“笨功夫”。秦杰希望以杨振宁先生为榜样，将爱国情、报国志融入科研事业，让更多的好研究，最终变成惠及大众的好产品。