“千疮百孔”柔性热电薄膜刷新材料世界纪录

3月6日,中国科学院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员团队公布了一项重大成果,一种拥有“千疮百孔”结构的柔性热电薄膜,刷新了同类材料的世界纪录。他们给这种薄膜添加了导电分子的“专用车道”,并让材料里的导电分子整齐排列。这样一来,薄膜的热导率降低了72%,同时导电能力提高了52%。 这种材料还能像喷油漆一样喷涂成型。这项研究给智能手表靠体温供电、衣服变电源等曾经只存在于科幻电影中的场景提供了可能。研究团队把它的优点跟聚合物材料结合起来,让电流跑快的同时又不会让热量轻易传递过去。这种结构的热电性能在343开尔文(约70摄氏度)下达到了1.64的数值,超过了柔性无机热电材料的同温区表现。 它是能量转换的魔术师,通过塞贝克效应能把温差直接转化为电能,通过帕尔贴效应能用电来制冷。整个过程没有燃料也没有污染。朱道本团队为这个难题找到了答案:让导电分子在乱七八糟的孔洞里排好队。他们混合两种塑料让它们自然分开,狭窄的缝隙负责给导电分子引路。 这项研究为可穿戴设备自供电和贴片式制冷等未来技术提供了关键材料支撑。它是绿色能源技术的代表。相关成果在线发表于国际学术期刊《科学》。科学家们利用这种灵活的设计破解了聚合物材料在能量转换中的瓶颈问题。它不需要任何燃料就能工作,并且很安静。