新一代柔性混合热电材料与器件：利用人体热量为可穿戴电子供能

项目2001 · University of Southampton · Faculty of Engineering and Physical Sciences

所在国家或地区: 英国
申请截止日期: 2027-04-30（具体时刻请核对原始公告）
资助信息: 面向英国与国际学生的竞争资助；学院奖学金通常提供本土学费与生活津贴，国际学费差额减免取决于Horizon Europe资格或竞争性Presidential Bursary，并非自动适用于所有国际生

申请工作台

保存项目，围绕当前机会准备申请。截止日期和资格请以原始公告为准。

登录后保存项目或使用申请工具

阅读项目调研与申请判断

项目介绍

项目概览

南安普顿大学工程与物理科学学部的博士项目，由Iris Nandhakumar教授和Steve Beeby教授共同指导，拟开发可嵌入纺织品的柔性微型热电发电器。

研究希望利用人体散发的热量，为可穿戴电子设备供电，减轻对频繁充电、更换电池的依赖。

课题结合柔性基底、低成本电沉积与热电油墨丝网印刷，面向国防、医疗健康和运动领域的电子纺织品应用。

申请学年为2027/28，截止日期2027年4月30日；资助滚动分配，国际生学费差额支持需按各类条件分别核对。

项目详情

智能手表、智能眼镜及智能起搏器等可穿戴电子设备，被视为能够改变日常生活的新一代移动电子产品。尽管可穿戴技术发展迅速，多数设备仍由电池驱动，需要经常充电或更换；而较长时间的自主运行，理想上应减少使用者干预。项目提出的一种解决方向，是让柔性热电发电器把人体热量转换为可用电能，支持自供能穿戴设备。

热电器件基于塞贝克效应，将热量直接转换为电能。项目介绍列举其固态、无运动部件、静音、工作过程零排放、可扩展性、可靠性、较低维护需求及较长寿命等优点，同时明确现有器件仍存在效率较低、尺寸较大、材料脆，以及在刚性基底上制造导致缺乏柔性的不足。这些是课题的技术背景，不意味着未来器件已经达到相应性能。

已有研究演示过利用人体热量为无线心电图（ECG）系统提供足够能量，但模块缺少柔性，限制了实际使用。为改善这些问题，本项目拟在Kapton、Kynar或Mylar等柔性基底上制备微型热电发电器，并结合低成本、室温、可扩展的电沉积方法与热电油墨丝网印刷。研究重点是让器件更适合电子纺织面料与服装，而非只在刚性模块上证明发电能力。

学生将接受多种材料表征训练，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、光学轮廓测量及输运性质测量。项目没有公布最终材料组成、发电性能指标、柔性循环寿命或产品交付目标；方法训练与实际工作将围绕柔性热电材料和器件发展展开。

学院强调平等、多样性与包容，并提及Athena SWAN奖项，欢迎不同性别、族裔、残障、性取向及年龄的申请者，也会考虑灵活工作安排和职业中断经历。介绍还提到大学的产假政策、校内托育设施、员工身心及工作生活支持，以及可持续发展与Platinum EcoAward。员工福利的介绍不应直接理解为所有博士奖学金获得者均享有同样的雇员待遇，具体适用条件尚需核对。

申请要点

学历：要求较优秀的本科学位，至少达到英国2:1荣誉学位或国际等值水平。介绍未另外列出必备编程语言、特定材料实验经验或必须持硕士学位。
申请入口：通过在线系统选择2027/28学年，注明全日制或非全日制，学部选择Engineering and Physical Sciences，搜索PhD Chemistry（项目代码7189）；在申请第二部分填写导师姓名。
材料包括CV、两封学术推荐信、截至申请时已有的学位成绩单与证书，以及适用时的英语资格证明。
资助分开考虑：符合Horizon Europe条件的学生，学费减免自动覆盖国际与英国学费差额；Presidential Bursary则为竞争性支持，用于排名靠前申请者的这一差额。学院竞争奖学金通常为排名靠前申请者提供英国本土学费及生活津贴。不能把这些不同渠道合并成对所有国际生的全额资助承诺。
资助滚动发放，应尽早申请以增加被考虑的机会；公布的项目截止日期为2027年4月30日星期五。
研究初步沟通联系Iris Nandhakumar教授，邮箱iris@soton.ac.uk；申请流程咨询博士学院招生团队doctoralcollege-admissions@soton.ac.uk。

需要进一步确认

需确认资助名额、年限、津贴金额、各类学费差额支持资格、能否组合获得及未获减免时的自付负担；非全日制选项不等于已有对应资助。还应核对具体入学时间、英语要求、截止时刻和时区、器件目标及可用资源。导师在项目说明中称教授，联系人字段称Dr Iris Nandhakumar，职称以学校当前资料为准。

查看收录来源与申请要求

收录来源可能是学校或招聘平台；正式申请入口及最新要求请核对公告与下方报告中的官方来源。

项目深度调研报告

报告生成记录：2026-10-21。生成日期不代表招聘方确认项目仍开放。

资料更新记录：2026-10-21。申请前请再次核对原始公告。

PhD 项目深度调研报告：新一代柔性混合热电材料与器件

快速判断

这项南安普顿大学博士研究把电化学材料制备与一个具体器件难题联系起来：从人体热量获得有用电能，同时让发电器件随衣物弯曲。其吸引力在于纳米材料与界面研究、电子纺织工程两类导师专长的结合，以及近期热电论文和相关制备设施的支撑。化学、材料科学及重视实验的相关背景与研究内容联系较紧密。判断为 有吸引力，但需要核实匹配度。主要不确定性是资助：这是竞争资助机会，国际学费支持另有条件，尚不是已经落实到个人的完整奖学金。

学校当前正式页面确认 2027 年 4 月 30 日截止、2027/28 学年入学，申请 PhD Chemistry，项目代码 7189。经费滚动评选，建议提前与 Iris Nandhakumar 讨论实验范围及完整国际生资助安排。调研截至 2026 年 10 月 21 日。当前官方项目。

研究问题与博士工作

要解决什么问题

可穿戴电子设备需要长时间工作，减少更换电池或充电的频率。热电发电器通过 Seebeck 效应把温差转化为电能，但常规模块通常刚硬、易脆且体积较大，难以贴合人体曲面和织物。项目以既有的人体热能驱动无线 ECG 系统为背景，并未宣称本博士已经完成柔性临床产品。医疗、国防和运动属于拟应用场景，不能据此推定已经实现临床验证或植入设备供电。

难点不止是提高材料功率因子。有效的可穿戴发电器还需要活性元件两端真正形成温差，减少电损耗，并保持连接在形变后可靠。实验台上表现良好的薄膜，在较暖环境或反复弯曲后仍可能无法输出足够电能。2026 年的领域综述因此把热接触、器件结构、耐久性和系统集成视为实用性的核心。可穿戴热电综述。

博士生具体做什么

公开研究任务是以 Kapton、Kynar 或 Mylar 为柔性基底，结合低成本、可扩展的 室温电沉积 与 热电油墨丝网印刷，开发微型热电发电器。培训包括 X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、光学轮廓测量及输运性质测量。这些方法把晶相、纳米形貌与膜厚、表面结构、电学和热电行为联系起来。项目没有给定输出功率指标或固定材料配方。

基于研究内容，可以预期一条可能的工作路径：先把沉积条件或油墨配方与薄膜可重复性联系起来，比较柔性基底上的性能，再研究器件组装及反复形变后保留的性能。这是分析提出的研究路径，并非导师已经承诺的工作计划。潜在成果包括结构—输运关系研究、工艺与重复性比较，以及柔性发电器演示。哪些构成论文核心、哪些依赖合作者，需要与导师确认。电沉积步骤在室温进行，也不意味着后续干燥、处理或退火全部在室温完成。

判断研究是否真正走到器件层面，有三个实质问题：热电层两端的有效温差是多少；扣除接触和电源管理损耗后剩余多少功率；弯曲、湿度和长时间使用如何改变输出。领域综述指出制造均匀性、长期稳定性、生物相容性和系统集成仍是挑战；热电路线图进一步强调节约资源的加工、模块制造、寿命和回收。这些都是有研究依据的方向，不是额外招生门槛。可穿戴综述、2026 年可持续热电路线图。

学校、学科与培养

学位授予和博士注册机构均为 University of Southampton，归属 Faculty of Engineering and Physical Sciences，当前通过 Chemistry 7189 申请，由 School of Chemistry and Chemical Engineering 发布。Beeby 的电子工程背景使研究具备跨学院环境，但不代表第二学位或另有雇主。项目说明提供的是博士机会，并未确立劳动合同，学校提到的员工福利也不能自动视为博士生待遇。

学校学科页面称，REF 2021 中 100% 研究成果被评为世界领先或国际优秀。这是研究成果这一评估维度，不能扩大为学院各方面均获最高等级。另一个指标是 Guardian 2027 英国 Chemistry 就业前景第 1 名，它不能证明博士就业率，也不是可穿戴热电方向排名。这些信息支持对化学研究环境的判断，具体培养与资源仍应落实到导师和课题。学科证据。

培养页面列出，Chemistry PhD 的论文提交注册期限为 全日制 2—4 年、非全日制 3—7 年。这是允许的培养时间范围，不等于本项目资助时长。实际奖学金年限、预期提交进度、阶段考核及在化学和电子工程实验室之间的时间安排尚未确认。培养要求涉及化学或相关学科背景；国际学生还可能需要 ATAS 审批，具体以录取条件为准。化学博士培养页面。

导师与研究条件

导师研究方向

第一导师 Iris Nandhakumar 研究可控纳米结构、半导体、纳米尺度材料与结构—性质关系。她当前接受博士咨询，近期成果涉及混合热电材料、界面及热输运。Stephen Beeby 的方向包括电子纺织品、柔性电子、智能材料及能量采集，并担任 Royal Academy of Engineering 新兴技术讲席。这一组合有望把合成和输运机制研究连接到可穿戴器件工程。公开资料并不能确定指导频率、当前招生容量或学生完成学业情况。Nandhakumar、Beeby。

近期重要论文及其意义

Shah 等，Advanced Science，2024： 控制 Te–P3HT 混合材料氧化状态，使室温功率因子由约 9.8 提升至 64.8 µW m⁻¹ K⁻²。论文借助分子动力学与电荷输运模型解释界面上的聚合物排列。它提示，表面状态可能显著改变输运，因此界面控制和可重复性可以成为实质研究问题。这仍是材料层面结果，不是可穿戴功率测量。2024 年论文。
Shah 等，Advanced Functional Materials，2025 年 8 月在线发表、2026 年卷期： 研究 P3HT 分子量与 Te 纳米线长度，优化混合材料的功率因子为 303 ± 38 µW m⁻¹ K⁻²，热导率为 0.25 ± 0.03 W m⁻¹ K⁻¹，室温 zT 为 0.36 ± 0.06。研究重点从简单混合组分推进到控制界面，但并未证明印刷器件输出，出版页面还注明研究数据未共享。混合材料界面论文。
Perry 等，ChemElectroChem，2025： 电沉积综述讨论较低温度电化学制备路线及技术成熟度缺口，支持项目的工艺选择，但不能证明电沉积本身已解决器件性能问题。本次访问了出版页面，并在学校仓储直接访问受限后，通过其索引内容交叉核查摘要。电沉积综述。
Bos 等，含 Nandhakumar 和 Akbar，Journal of Physics: Energy，2026 年 2 月发表： 路线图覆盖加工、电沉积、模块制造和聚合物复合材料，强调评价实用技术不能只看材料峰值指标，还需考虑成本、资源、寿命和回收。这说明导师参与当前领域讨论，不能据此保证产业采用。正式出版版本的 2026 年日期优先于导师页面暂列的 2025 年标题。正式路线图。

较早的 Amin 等 2022 年论文 把两位导师与 Kapton 上印刷的 Bi₂Te₃/PVDF 薄膜联系起来，薄膜在 2,000 次弯曲循环 后保持完整。其 225 K 下 34 µW m⁻¹ K⁻² 的功率因子不能写成人体温度下的器件输出。本次仅取得学校仓储的索引摘要，正文页面和 PDF 请求均返回 403，因此把它作为有访问局限的早期基础证据。学校论文记录。

实验室与协作环境

Energy and Electrochemistry 组明确覆盖热电、半导体沉积，以及从功能材料到演示器件的研究。C-FLEET 列有洁净室、丝网与喷墨印刷实验室、溶液加工混合材料设施和电子纺织创新实验室。Smart Electronic Materials and Systems 的研究从传感器延伸到完整传感系统。这些资源与课题的组合相符，但不等于已经为博士生分配仪器时间、保证使用权限或安排产业实习。电化学研究组、C-FLEET 设施、智能电子材料与系统。

资助、申请与生活成本

学院竞争奖学金 通常为排名靠前的申请者覆盖英国本土标准学费及生活津贴，但当前未公布具体津贴或年限。学校说明，竞争资助项目能否开展取决于经费授予；因此，获得学术录取不等于完整资助已经落实。研究学位资助说明。

国际学费支持有两条不同路径：

Horizon Europe 学费减免： 最长 3.5 年 的国际与英国学费差额，要求已接受录取，并在 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日 入学。资格取决于在名单国家的永久居住情况，定义要求至少三年，并排除单纯为学习而居住的时间。中国不在名单中，常住国内的申请者不能默认符合。它是学费减免，不是生活津贴。减免细则。
Presidential Bursary： 中国在名单中，但须具备 本科一等学位或等值学历、接受博士录取，并符合入学时间要求；其成绩门槛高于项目的 2:1 入学最低条件。细则按项目申请日期先到先得，由学院代为申请，无须另交个人奖学金申请。它只补学费差额，不提供津贴。主要资格部分写 2027 年 8 月至 2028 年 1 月，而操作说明从 2026 年 8 月起算，需书面确认。竞争表述及自动办理流程都不能理解为无条件获奖。Bursary 细则。

学校 2027 年研究学位学费表列出，Chemistry 全日制国际生学费为每年 £27,900，英国本土标准预计 2027 年春季确认，学费逐年上涨。培养页面中的 £27,300 标为 2026/27 学年，不能替代 2027 学费。应核对录取中的年度费用、可能的研究费用、学费差额支持，以及无资助论文写作期的费用；学校另公布 nominal registration 注册费。学费表。

生活成本可以用学校公布的分类估算作初步压力测试。宿舍为 每周 £155—236，含水电、Wi-Fi、Unilink 公交及洗衣；其余支出类别合计每周 £164。全部纳入后，推算为 每周 £319—400，52 周约 £16,588—20,800。学校示例私人租金加上全部另列支出，合计 每周 £327、每年 £17,004。这些是分类相加的情景计算，不是住房报价或最低生活预算；未含学费、签证、医疗附加费、赴英交通、押金及未来涨价。实际住房和可选消费也会变化。当前没有确定津贴，尚不能判断其生活覆盖能力。学校生活费分类。

申请选择 Research、2027/28、FEPS、全日制或非全日制、Chemistry 7189，在第 2 部分填写导师。材料包括 CV、两封学术推荐信、现有成绩单和学位证，以及适用时的英语证明。一般培养页面还要求简短研究兴趣陈述。公布的英语条件是 IELTS 总分 6.5、各项 6.0，证书须在两年内；等值考试或豁免需确认。签证前还应核实是否需要 ATAS。

申请背景与研究准备

明确要求

项目要求英国 2:1 荣誉学位或国际等值学历，培养页面指向化学或相关学科。没有明确要求硕士学位、编程专长，或申请前已熟练掌握所有将提供培训的仪器。材料、物理或工程等具体学历是否被认可，须由招生方确认。研究内容的核心是实验合成、定量测量与依据数据作解释。

有帮助的经历与分析建议

当前项目没有单列正式优先技能清单。根据研究内容推断，有用的材料包括具备对照和误差分析的材料实验、电化学合成或印刷经历、显微结构与性质之间的解释，以及输运测量。简短研究设想可说明，在控制几何和温差的情况下，怎样比较重复性、柔性和有用输出。论文采用的界面建模可作辅助方向，不是强制研究任务。

职业价值主要来自可迁移能力，包括功能材料研发、电化学加工、印刷电子、器件表征与可靠性测试。IOP 2025 年能源行业报告强调研发、规模化设施、技能与可持续发展，为这些能力提供宏观背景，但没有提供热电岗位数量、薪资或本项目就业保证。学术研究、电子或材料开发、制造工艺岗位是合理去向；“可穿戴热电”这一狭窄岗位名称是否有大量需求，现有证据无法支持。专业机构背景。

下一步与待确认问题

申请前

向 iris@soton.ac.uk 简要介绍研究兴趣，确认首年主要材料体系、电沉积与印刷的比重，以及器件交付目标。明确学院奖学金和国际学费差额支持能否在该入学批次组合，以及何时分别决定。学历等值、材料和英语要求可向 doctoralcollege-admissions@soton.ac.uk 确认。经费滚动评选，提前了解有实际意义。

面试时

询问在明确可穿戴温差条件下的目标功率、已有器件对标，以及薄膜性能与完整系统性能如何区分。核对弯曲和环境耐久测试、洁净室和热测量设备权限、指导会议及两组之间的工作分工。对于未共享研究数据的近期论文，讨论博士生如何取得数据或完成重复验证。

接受录取前

书面确认津贴金额与涨幅、资助年限、英国与国际学费覆盖、耗材及仪器支持、入学时间和剩余个人成本。确认阶段考核、论文提交要求及提交前是否存在无资助阶段。灵活培养或家庭支持安排须按博士生身份核实。

相关 2022 年招生页面 和 已结束的 EPSRC 研究项目 是不同历史记录，并不能证明当前 2027 项目已经过期；旧津贴与注册路线不应沿用。当前正式项目页面是确认身份的最佳依据，本次未见单独学校招聘编号或官方发布日期。历史招生、历史研究项目。

证据与来源

本报告使用 22 项分类资料，包括实际访问的 21 项有用页面或文档，以及一项仅取得学校索引摘要的论文；重要访问限制和日期差异已在正文交代。

项目与历史记录

学校与培养条件