塑料薄膜摇身一变,成了能转换能量的“魔法师”,中国科学院化学研究所的科学家们,给这项柔性热电材料技术划下了新的起跑线。记者打听到,朱道本院士、狄重安研究员带着国内的伙伴,弄出了一种不规则的多级孔结构塑料热电薄膜。这个宝贝的核心性能指标——热电优值(zT值),竟然突破了1.64,轻轻松松打破了柔性热电材料在同温区的世界纪录。这下好了,咱们可穿戴设备、贴附式制冷还有物联网传感器这些技术,终于有了支撑材料。 热电材料就是能把热能和电能互相转换的高手。靠着塞贝克效应和帕尔贴效应,它不需要烧燃料,也没有噪音就能发电和制冷。所以啊,这在节能减排和绿色能源方面可是立下了大功。 柔性热电材料不光软和能弯折,还能贴在人体或者衣服上。它偷偷摸摸地把周围的“废热”变成了电能。因为可以贴在人体或者曲面上,所以是回收废热的好帮手。可这些年啊,聚合物热电材料一直有个大难题:要想电导率高,热导率就会低;要想热导率低,电导率又会不够高。两边都要兼顾太难了,zT值一直远不如无机材料。 为了攻破这个“鱼与熊掌”的难题,研究团队想出了一招独特的招数:“多孔无序-狭道有序”双重结构。整个材料看起来就像海绵一样,大小形状不一样的孔洞到处都是。可是这些纳米级别的小孔隙就像模具一样,逼着聚合物分子排成了特别整齐的队伍。这么一来,热量就不好传递了,电子跑得却飞快。两边的运动规律被解耦了,效率还提升了。 研究团队用了“聚合物相分离”的方法来做这个材料,还能跟喷涂工艺兼容,一次成型。这比以前省事多了。这玩意儿让聚合物热电材料的zT值跨过了1.5这个坎儿,刷新了柔性热电材料的纪录。 以后这技术用在身上多方便啊!只要身上的温度和环境差个5℃到10℃就能发电。比如说晨跑戴个智能手表,光靠体温就能给它充电;夏天贴一片纸片一样薄的贴片在身上就能凉快;以后还能织进衣服里变成“移动电源”。而且它做起来便宜,还能给物联网时代的传感器供电。 这次突破不光让咱们离实用化更近了一步,还让咱们对软物质材料怎么搞热电转换有了更清楚的认识。以后普通的塑料都能变成微型发电站了,到处的废热都能变成宝贝能源了!(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)