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打破認(rèn)知局限！我國科學(xué)家研發(fā)出這一新型材料

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字號：A- A A+ 來源：觀察者網(wǎng)

最后更新: 2024-07-25 09:39:42

高性能聚合物熱電材料研究取得新進(jìn)展。

據(jù)中國科學(xué)院化學(xué)研究所微信公眾號24日消息，來自該所等單位的科研人員研發(fā)出新型高性能聚合物熱電材料——PMHJ薄膜。相對于普通聚合物薄膜，PMHJ薄膜有望大幅提升材料的熱電性能，為高性能塑料基熱電材料研究提供了全新思路。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然》雜志。

據(jù)介紹，上世紀(jì)70年代，摻雜聚乙炔的科學(xué)發(fā)現(xiàn)顛覆了“塑料不能導(dǎo)電”的傳統(tǒng)認(rèn)知，掀起了光電分子材料的研究熱潮，孕育了有機(jī)發(fā)光二極管電子產(chǎn)業(yè)，催生了有機(jī)光伏和有機(jī)場效應(yīng)晶體管等前沿研究方向，同時帶動了有機(jī)熱電領(lǐng)域的起步。其中，聚合物體系的熱電研究不但可以深化甚至改變?nèi)藗儗浳镔|(zhì)體系熱電轉(zhuǎn)換機(jī)制的認(rèn)知，還有望滿足物聯(lián)網(wǎng)與可穿戴電子對貼附式能源的迫切需求，具有重大的科學(xué)意義。

但是，相對于已有的熱電材料體系，聚合物熱電材料長期面臨熱電優(yōu)值（ZT）低的瓶頸，無法滿足溫差發(fā)電與固態(tài)制冷應(yīng)用的核心指標(biāo)需求，直接制約了領(lǐng)域的快速發(fā)展。

在國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院和北京市的支持下，中國科學(xué)院化學(xué)研究所朱道本/狄重安研究團(tuán)隊與張德清課題組、北京航空航天大學(xué)趙立東課題組及國內(nèi)外其他六個研究團(tuán)隊合作，提出并構(gòu)建了聚合物多周期異質(zhì)結(jié)（PMHJ）熱電材料。

該類型分子組裝體具有周期有序的納米結(jié)構(gòu)，其中兩種聚合物厚度均小于10納米，相鄰界面約為2個分子層且具有體相異質(zhì)特征。優(yōu)化后的PMHJ薄膜不但可以保持優(yōu)異的電荷輸運特性，同時大幅抑制聲子/類聲子傳播，從而實現(xiàn)了聚合物熱電性能的大幅躍升，為高性能塑料基熱電材料的研究和應(yīng)用提供了全新路徑。

據(jù)悉，上述研究打破了現(xiàn)有高性能聚合物熱電材料不依賴熱輸運調(diào)控的認(rèn)知局限，為塑料基熱電材料領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展提供了新路徑。
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