【儀表網 研發快訊】近日，山東大學前沿交叉科學青島研究院粒子與物質相互作用團隊高寧教授與多家科研單位合作，在壓電熱電材料領域取得重要研究進展。相關成果以“Simultaneous strain/strain rate–temperature sensing based on single active layer of Te nanowires”為題，在自然科學領域國際期刊Nature Communications(影響因子：15.7，中科院1區Top)在線發表。本工作由中國科學技術大學、中國科學院金屬研究所、山東大學、火箭軍工程大學、季華實驗室及遼寧集成電路技術創新中心共同完成。其中，高寧教授擔任共同通訊作者、博士研究生李文華(202217000)為第二作者，山東大學在本研究中完成關鍵的計算模擬研究部分。
應力/應變-溫度傳感器能夠同時感知溫度與應力/應變信號，廣泛應用于生物健康監測和人機交互領域。傳統的應力/應變-溫度傳感器通常通過堆疊兩個獨立傳感器制備而成，其結構復雜，且往往需外部電源驅動，難以實現長期穩定監測。本研究展示了一種基于碲納米線熱電-壓電耦合效應的柔性單通道多模態傳感器。通過傾斜生長的網狀納米線結構，該傳感器可在單一納米線活性層的單通道中同步感知應變/應變速率與溫度。該傳感器展現出創紀錄的應變/應變速率感知性能，其應變靈敏度達0.454V，應變速率靈敏度為0.0154Vs，超越了先前研究的基準水平。同時，其溫度傳感性能同樣優異，靈敏度高達225.1μVK-1。文章通過實驗與第一性原理計算模擬相結合，揭示了傳感器壓電效應的物理起源：碲納米線彎曲時原子電荷分布的變化，并證明該效應可通過熱電勢等外電場進行調控。研究結果為設計與制備高性能柔性單通道多模態傳感器提供了新思路。
近年來，高寧教授團隊在新材料及其輻照效應領域取得了一系列創新研究成果，分別發表在Nature Materials(2019)、Nature communications(2021,2025,2025)、Advanced Materials(2023)、Acta Materialia(2025,2023,2023,2020)、JMRT(2024)等期刊。相關研究得到了國家磁約束核聚變能發展研究專項和國家自然科學基金面上項目等項目的資助和支持。
粒子與物質相互作用團隊是山東大學粒子物理與粒子輻照教育部重點實驗室的核心組成部分，團隊以材料輻照效應基礎研究為主線，圍繞國家在能源與新材料領域的重大戰略需求，系統開展材料輻照損傷的實驗與模擬研究、輻照調控新型功能材料的設計與制備、先進核能材料篩選與評價等方面的工作。近年來，團隊在核能材料與輻照功能新材料兩個方向取得了一系列重要進展，承擔了多項國家及省部級科研任務，產出了一批具有影響力的研究成果，為我國核能安全與新材料創新研發提供了重要支撐。
所有評論僅代表網友意見，與本站立場無關。