靠体温把衣服变成随身电源,这个曾经只在科幻电影里出现的梦想,居然快要成真了!这次,中国科学院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员带着团队搞出了一个大新闻。他们在3月6日凌晨把研究成果发到了顶级期刊《科学》上。 团队提出了一个新奇的点子,叫“无序中创造有序”。他们做了一种像筛子一样的薄膜材料,名叫IHP-TEP。这种薄膜在343K(也就是70度)的环境下,zT值达到了1.64,这是柔性热电材料在这个温度区间里有史以来最高的纪录。 现在大家都离不开智能手表、健康监测贴片这些可穿戴设备,但每天都得充电实在太麻烦了。如果能利用人体体温和环境温差发电,电子设备岂不是就永远不用断网了?热电材料就是实现这个目标的关键。它能把热能直接变成电能,特别适合在废热回收、物联网传感器这些领域大显身手。 有机热电材料最大的好处是软软的,还能像刷油漆一样大面积印刷。不过以前的聚合物材料性能一直比不上硬硬的无机材料。狄重安研究员说,理想的材料要像“声子玻璃-电子晶体”,热量过去就难了,电荷走得却要顺畅。这两者要同时满足,简直太难了。 这次他们弄出来的IHP-TEP薄膜就不一样了。这材料内部全是大大小小、乱七八糟的孔洞。热量传不过去了,因为孔洞太乱;电荷却能跑得飞快,因为有了有序的分子通道。这就好比在山路上修了高速公路,把热和电的运输给解耦了。 研究团队还能随意控制这些孔洞的大小和数量。这种结构让热导率降低了72%,载流子迁移率最高能提升52%。这相当于打破了柔性无机热电材料的世界纪录。现在离“永不断电”的目标又近了一步!