把塑料薄膜变成“能量转换器”,咱们国家的科学家在柔性热电材料上有了新突破。中国科学院化学研究所的朱道本院士还有狄重安研究员带着团队,联合国内伙伴,把不规则多级孔结构的塑料热电薄膜给做出来了。这个材料的核心指标热电优值(zT值)直接冲到了1.64,这可是创下了柔性热电材料同温区性能的世界纪录啊。这下好了,像可穿戴设备、贴附式制冷、物联网传感器这些技术发展都能用上它。 热电材料就像是个“能量魔术师”,利用塞贝克效应和帕尔贴效应,不烧油也没噪音就能发电和制冷,对节能减排可是很有意义。柔性热电材料不仅能弯曲,还能贴在人身上或任何曲面上,悄悄把周围的废热变成电能。虽然这种材料很适合贴身体和曲面去回收废热,可长久以来,聚合物热电材料一直困在“高电导率”和“低热导率”的两难处境里,zT值总是比无机材料低很多。 为了打破这种“鱼与熊掌不可兼得”的局面,研究团队设计了一种独特的结构:整体像海绵一样布满无序孔洞,但是纳米级的狭道却让聚合物分子排得整整齐齐。这种设计让热量传不出去,电流却跑得很顺溜,算是成功解开了热和电输运的矛盾。 制作这种材料的时候,团队用了“聚合物相分离”的方法,还能用喷涂工艺一次性成型,跟以前比起来简单多了。这次他们让聚合物热电材料的zT值超过了1.5,这是个历史性的跨越。 以后这技术可有用途了。只要人和环境温差在5到10度之间,就能产生不少电。想象一下未来的场景:戴个智能手表晨跑,光靠体温就能给它充电;大热天的时候贴个纸片似的贴片在皮肤上就能凉快;以后甚至能织到衣服里变成“移动电源”。 而且它成本低、制作方便,物联网时代那些传感器就有救了。因为它能贴各种曲面,所以应用范围也会大大拓展。