塑料热电薄膜打破柔性热电材料同温区纪录

朱道本院士跟狄重安研究员这次在北京中国科学院化学研究所牵头搞出了一项大动作,他们联手国内同行,把一种塑料热电薄膜给做出来了。这薄膜内部结构挺特别,是那种不规则的多级孔洞。研究人员说,这种设计就像是在崎岖山地上修高速公路,无序的孔洞能让热量走弯路,有序的分子通道则保证电子能高速通行。 靠温差发电这个事儿大家都听过,这材料有个神奇的特性:两边有温差,热能就能直接转成电;反过来通上电,一边变热一边变冷。这特性在废热回收或者固态制冷方面特别好用。跟传统的无机材料比起来,塑料这种聚合物材料最大的好处就是轻、软、便宜。不过一直以来,大家都被一个大难题卡脖子——性能指标老是上不去。 科研团队这回动了脑筋,在无序里面创造出了有序,也就是所谓的协同调控。他们研制出来的这种薄膜里全是纳米到微米级别的孔洞,形状大小都不一样。这种结构能把热传导给大幅抑制住,又能促进聚合物分子有序排列,让电荷运输效率蹭蹭往上涨。 这就打破了柔性热电材料在同温区的纪录,给可穿戴发电设备、贴附式制冷器件还有物联网传感器提供了有力的材料支撑。相关的研究成果是北京时间3月6日刊登在国际学术期刊《科学》上的。