在很多人看來，塑料是不能導電的。但實際上很多塑料也能導電，這種塑料被稱為導電聚合物?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，讓這種導電聚合物薄膜出現(xiàn)溫差，它就可以發(fā)電，這就是聚合物熱電材料。我國科學家近日在這一領域取得重要進展，提出并構建了聚合物多周期異質結（PMHJ）熱電材料，有望大幅提升材料的熱電性能，從而為高性能塑料基熱電材料的研究提供全新思路。

這一成果由中國科學院化學研究所朱道本/狄重安研究團隊、北京航空航天大學趙立東課題組及國內外其他7個研究團隊合作完成，相關論文發(fā)表在7月24日晚出版的國際學術期刊《自然》上。

當人們認識到塑料能夠導電后，其柔性、易加工和低成本等特點，讓光彩奪目的柔性顯示屏走進了日常生活。“很多導電聚合物可以作為熱電材料，當對這種材料施加溫度差時，材料兩端會產生電動勢；當在這種材料兩端構建導電回路并施加電壓時，材料兩端也會產生溫度差?！蔽恼峦ㄓ嵶髡?、中國科學院化學研究所研究員狄重安介紹?；谶@些現(xiàn)象，美好的應用前景出現(xiàn)了——貼附式和可穿戴的綠色能源、能控制溫度的服裝……但這些功能的實現(xiàn)還需要發(fā)展高性能的聚合物熱電材料。這是目前材料科學的前沿熱點和最具挑戰(zhàn)的方向之一。

到目前為止，現(xiàn)有聚合物材料的室溫區(qū)熱電優(yōu)值遠低于商品化無機熱電材料的性能。

研究人員介紹，這種新發(fā)明的PMHJ熱電材料，利用兩種不同的聚合物構建周期有序的納米結構，其中每種聚合物的厚度均小于10納米，兩種材料的界面約為2個分子層的厚度，并且界面層內部呈現(xiàn)體相混合的特征。這一納米限域的結構有望大幅提升材料的熱電性能，從而為高性能塑料基熱電材料的研究提供全新思路。在接下來的實驗中研究人員發(fā)現(xiàn)，PMHJ結構具有優(yōu)異的普適性，其加工方式與溶液法制備技術兼容，在柔性供能器件方面具有重要應用潛力。

這一研究打破了現(xiàn)有高性能聚合物熱電材料不依賴熱輸運調控的認知局限，為塑料基熱電材料領域的持續(xù)發(fā)展提供了新路徑。研究人員介紹：“用體溫為手機充電，讓篝火成為野營的電力之源……或許在不久的將來，這種材料能夠產生各種觸手可及的清潔能源。”

(編輯:月   兒)