近日，山东大学前沿交叉科学青岛研究院粒子与物质相互作用团队高宁教授与多家科研单位合作，在压电热电材料领域取得重要研究进展。相关成果以“Simultaneous strain/strain rate–temperature sensing based on single active layer of Te nanowires”为题，于2025年11月28日在自然科学领域国际顶级期刊 Nature Communications（影响因子：15.7，中科院1区Top）上在线发表。本工作由中国科学技术大学、中国科学院金属研究所、山东大学、火箭军工程大学、季华实验室及辽宁集成电路技术创新中心共同完成。其中，山东大学高宁教授担任共同通讯作者，博士研究生李文华(202217000)为第二作者，山东大学在本研究中完成关键的计算模拟研究部分。

应力/应变-温度传感器能够同时感知温度与应力/应变信号，广泛应用于生物健康监测和人机交互领域。传统的应力/应变-温度传感器通常通过堆叠两个独立传感器制备而成，其结构复杂，且往往需外部电源驱动，难以实现长期稳定监测。本研究展示了一种基于碲纳米线热电-压电耦合效应的柔性单通道多模态传感器。通过倾斜生长的网状纳米线结构，该传感器可在单一纳米线活性层的单通道中同步感知应变/应变速率与温度。该传感器展现出创纪录的应变/应变速率感知性能，其应变灵敏度达0.454V，应变速率灵敏度为0.0154Vs，超越了先前研究的基准水平。同时，其温度传感性能同样优异，灵敏度高达225.1μVK^-1。文章通过实验与第一性原理计算模拟相结合，揭示了传感器压电效应的物理起源：碲纳米线弯曲时原子电荷分布的变化，并证明该效应可通过热电势等外电场进行调控。研究结果为设计与制备高性能柔性单通道多模态传感器提供了新思路。

近年来，高宁教授团队在新材料及其辐照效应领域取得了一系列创新研究成果，分表发表在Nature Materials(2019)、Nature communications(2021,2025,2025)、Advanced Materials(2023)、Acta Materialia(2025,2023,2023,2020)、JMRT(2024)等期刊。相关研究得到了国家磁约束核聚变能发展研究专项和国家自然科学基金面上项目等项目的资助和支持。

粒子与物质相互作用团队是山东大学粒子物理与粒子辐照教育部重点实验室的核心组成部分，团队以材料辐照效应基础研究为主线，围绕国家在能源与新材料领域的重大战略需求，系统开展材料辐照损伤的实验与模拟研究、辐照调控新型功能材料的设计与制备、先进核能材料筛选与评价等方面的工作。近年来，团队在核能材料与辐照功能新材料两个方向取得了一系列重要进展，承担了多项国家及省部级科研任务，产出了一批具有影响力的研究成果，为我国核能安全与新材料创新研发提供了重要支撑。

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https://www.nature.com/articles/s41467-025-65815-8?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=oa_20251128&utm_content=10.1038/s41467-025-65815-8