“千疮百孔”新型柔性热电薄膜问世

3月6日,中国科学院化学研究所朱道本院士、狄重安研究员带领团队给《科学》杂志发去了一篇重磅论文,他们研发的“千疮百孔”的新型柔性热电薄膜,让这个领域的世界纪录被刷新了。这种材料的热电优值在343开尔文下达到了1.64,比同类柔性无机材料更强。朱道本和狄重安团队用这种材料证明,把聚合物的热导率降低72%,同时把导电能力提升52%,这是可以同时做到的。 过去人们常说鱼和熊掌不可兼得,那是因为传统的聚合物要么像玻璃一样杂乱无章散热慢,要么像晶体一样排列整齐导电快。但朱道本团队用了一个巧妙的设计——IHP-TEP结构。他们把两种塑料混合在一起,让它们自然分开,形成不规则的孔洞和狭窄的缝隙。这种设计就像在崇山峻岭之间修了高速公路,让热量被拦住,电流能跑得飞快。 这种新型薄膜能给智能手表供电,也能给衣服变成随身电源,过去只能在科幻电影里看到的场景现在正在成为现实。它就像一个能量魔术师,既能用温差发电(塞贝克效应),也能用电来制冷(帕尔贴效应)。这个过程不需要燃料、没噪音也无污染,是绿色能源技术的理想选择。 IHP-TEP结构的妙处在于它能同时优化电-热输运。在这个结构里,乱七八糟的孔洞负责打乱热量传递的路线,狭窄的缝隙强迫导电分子排好队。这种材料不仅能一次喷涂成型,还能解决聚合物长期以来面临的性能瓶颈问题。 这次研究成果为柔性热电材料领域提供了新的发展路径。随着相关技术的进步,利用体温和环境温差发电的柔性电子设备有望很快走进人们的日常生活。