從環境中收集熱量轉化為電能有潛力為物聯網（IoT）傳感器供電，使它們擺脫電纜或電池的束縛，特別是用作可穿戴設備。
2020年4月30日，南方科技大學劉瑋書及麻省理工學院陳剛共同通訊在Science 在線發表題為“Giant thermopower of ionic gelatin near room temperature”的研究論文，該研究利用協同熱擴散和熱電流效應，在柔性，準固態離子熱電材料中證明了17.0 mV K-1的巨大正熱功率。 離子熱電材料是一種明膠基質，由離子提供劑調節以實現熱擴散作用，並通過氧化還原對進行調節。一種概念驗證型可穿戴設備，該設備由25個單極元件組成，這些元件在2 V的電壓下產生，並利用人體熱量產生5μW的峰值功率。該工作以離子為能量載體實現熱到電的轉換，為物聯網體系中傳感器及電子設備實現所需電能自供給提供了一種選擇。
另外，2020年4月29日，南方科技大學郭紅衛團隊在Nature 在線發表題為“Plant 22-nt siRNAs mediate translational repression and stress adaptation”的研究論文，該研究報告鑑定和表徵一組由植物中的DICER-LIKE 2（DCL2）蛋白產生的內源性22個核苷酸的siRNA。當胞質RNA衰變和DCL4不足時，由此形成的22個核苷酸的siRNA的大量積累會引起多效性生長障礙，包括嚴重的侏儒症，分生組織缺陷和色素沉著。 值得注意的是，編碼硝酸鹽還原酶的兩個基因NIA1和NIA2產生了將近一半的22個核苷酸的siRNA。產生22個核苷酸的siRNA會觸發基因沉默的擴增，並導致基因特異性和整體性的翻譯抑制。此外，這些22個核苷酸的siRNA優先在環境脅迫下積累，尤其是那些源自NIA1 / 2的siRNA，它們起著抑制翻譯，抑制植物生長和增強脅迫反應的作用。因此，該研究揭示了22個核苷酸的siRNA的獨特特性，並揭示了它們在植物適應環境脅迫中的重要性（點擊閱讀）。
基於Seebeck效應的熱電轉換材料可以實現熱能與電能之間的直接相互轉換，可為物聯網體系中的小型傳感器或電子設備提供可持續工作的電能。目前，基於傳統電子型的熱電轉換材料（e-TE）在室溫環境下捕獲的能量可以達到毫瓦級的輸出功率，但是受半導體電聲輸運行為的限制，優化的熱電勢約在200 μV/K左右。為獲得1～5 V的供傳感器正常工作的電壓，該材料需要成千上萬對n/p熱電對串聯，增加了器件的複雜度和集成度；或者需要外接升壓芯片提高電壓，但會增加功耗，提高成本。
卡通圖（來源南方科技大學官網介紹）
離子型熱電轉換材料具有較高的熱電勢，產生熱電勢的形式大體上分為兩種形式：一種是利用離子的熱擴散效應（Thermodiffusion Effect），即利用溫差下離子定向遷移的濃度差引起的熵變實現熱到電的轉換，這與以電子為能量載體的Seebeck效應類似；另一種是利用氧化/還原電對的溫度效應（Thermogalvanic Effect），即利用氧化/還原反應過程中的熵變實現熱到電的轉變。該研究工作從實驗和理論兩個角度闡明瞭有負的溫度係數的thermogalvanic效應和p型熱電勢的thermodiffusion效應能夠協同作用進而產生高的p型熱電勢。
巨熱電勢離子型熱電材料（圖源自Science ）
研究人員對準固態離子型熱電轉換器件提出了一種新的準連續熱充電/放電工作模式，可以使器件循環運行100圈，實現5小時的工作時長。研究人員將25個5×5×1.8 mm的準固態離子型熱電單元串聯組裝成柔性可穿戴器件，該器件利用人體溫差實現高達2.2 V的電壓和5μW最大輸出功率。該工作以離子為能量載體實現熱到電的轉換，為物聯網體系中傳感器及電子設備實現所需電能自供給提供了一種選擇。
協同機理（圖源自Science ）
該工作理論方面的突破得到了陳剛院士的重要支持。劉瑋書表示，科學探索除了需要有面臨挫折時的堅持，還離不開良師益友的指導。“實驗發現巨熱電效應，帶給我們的是短暫的喜悅和一堆疑問，在與研究夥伴反覆推敲，回答陳剛院士提出的一個個問題的時候，才真正體驗到研究的意義和魅力：研是動手，去探索與發現；究是動腦，去思考窮極真理，格物致知”。
論文第一作者為劉瑋書課題組博士後韓成功，共同第一作者、麻省理工學院博士後錢鑫對於論文在協同效應的理論解釋上有重要貢獻。劉瑋書和陳剛為論文通訊作者，南方科技大學為論文第一通訊單位。論文的參與作者還包括南科大物理系教授張文清、南開大學教授王衛超、香港大學副教授馮憲平，以及2018級南科大-港大聯培博士生李其鍇、2017級南科大-哈工大聯培博士生朱永濱、2018級南科大-哈工大聯培碩士生鄧彪、北科大訪問學生韓志佳等。
該工作得到了SUSTech-MIT機械工程教育與研究中心，廣創團隊項目和騰訊公益基金會“科學探索獎”項目的支持。
注：解析參考自南方科技大學官網介紹。
解析鏈接：
https://newshub.sustech.edu.cn/zh/html/202004/36214.html
參考消息：
https://science.sciencemag.org/content/368/6490?current-issue=y
