Nature:多周期异质结聚合物热电材料 – 材料牛
一、多周电材 【科学背景】
高性能热电材料能够将热能转换为电能或者将电能转换为热能。期异这些材料通常具有高的质结热电转换效率、低的聚合热导率和高的电导率,能够在热电设备中发挥重要作用。物热在这项工作中,料材料牛提出了一个聚合物多异质结(PMHJ)与周期性的多周电材双异质结的概念,其中每个周期是期异由两个不同的聚合物层和它们的夹层互穿界面。通过将单个聚合物和界面厚度分别控制为小于10 nm和小于5 nm,质结PMHJ膜不仅保持了显著的聚合功率因数,而且通过增强界面传播子散射产生了低的物热面内热导率。这些最终在368 K时产生最大ZT为1.28。料材料牛该性能超过了1.0的多周电材值,并且在近室温区域优于市售热电材料。期异更重要的质结是,PMHJ结构与大面积溶液涂层技术兼容,使其成为低成本可穿戴式热电器件的选择。论文通讯作者为中国科学院化学研究所狄重安研究员和北京航空航天大学赵立东教授,共同第一作者为中国科学院化学研究所王东洋博士、丁嘉敏博士和马英乔博士,相关研究成果以“Multi-heterojunctioned plastics with high thermoelectric figure of merit”为题目发表在国际顶级期刊Nature上。
二、【科学贡献】
PMHJ结构由两种不同聚合物交替沉积组成,每个周期包含两种聚合物层和具有体相异质特征的界面层。当聚合物层厚度接近沿共轭骨架方向的“声子”平均自由程时,可以高效散射声子与类声子传播,显著降低晶格热导率。
图1 PMHJ结构的概念和TOF-SIMS图像。© 2024 Nature
图2 PMHJ薄膜的界面重构。© 2024 Nature
图3 PMHJ薄膜的热输运性质和热电性能。© 2024 Nature
图4 溶液涂覆的大面积PMHJ薄膜和柔性发电机。© 2024 Nature
三、【 创新点】
1.利用溶液法技术实现了PMHJ薄膜的大面积制备,TOF-SIMS表征也进一步证实了大面积薄膜的均匀性。大面积集成器件的归一化功率密度达到1.12 μW cm-2K-2。
- 氯化铁掺杂后的PMHJ薄膜展现出优异的电输运性质,368 K下的热电优值为1.28,达到商品化材料的室温区热电性能水平。
- PMHJ结构薄膜的热导率降低了36%~76%,表明了该结构在热输运调控方面的普适性。
四、【 科学启迪】
总之,研究表明了PMHJ设计在开发特殊的高ZT塑料在热电材料方面具有有效性。PMHJ结构还与可扩展的涂层技术兼容,为解锁超柔性塑料材料提供了一条途径,以实现最先进且具有成本效益的可穿戴热电器件。上述结果表明,PMHJ器件在室温区ZT值、热导率、弯曲半径、归一化功率密度、大面积制备能力和低加工温度等方面具有综合优势,展示了PMHJ材料在柔性供能器件方面的重要应用潜力。
原文详情:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07724-2
(责任编辑:)
-
【引止】比去多少年去,正在铁基超导体中挨算最简朴的FeSe及其衍去世质料由于其配合的电子挨算特色战超导修正温度的小大幅度可调性激发了极小大的闭注。尽管FeSe正在非磁性的电子背列相具备相对于较低的超导 ...[详细]
-
万众凝望中,四年一届的国内体育衰会正在塞纳河滨顺遂妨碍,中国国家射击队克敌制胜,以卓越的展现再绝靶场传奇!百步脱杨,沉稳致胜,从1984年真现中国“整的突破”以去传启至古,年迈的射击新星锋铓毕露,一段 ...[详细]
-
4月那些国内教者收了Nature Science! – 质料牛
回看四月,有哪些钻研仄息让您印象深入?质料酬谢您细选2023年4月份质料规模中,中国教者或者通讯单元为国内机构)宣告正在顶级期刊Nature战Science上的劣秀工做。1. 中科小大&浙工小 ...[详细] -
铁山靠邦邦两拳系列神彩包小大齐文章做者:网友浑算宣告时候:2021-07-27 14:40:12去历:www.down6.com比去铁山靠可能讲是抖音上最水的一位主播了,铁山靠天天直播人数至少也有五六 ...[详细]
-
质料人编纂部梳理了金属质料规模1月Science\Nature及其子刊、Acta Mater.等顶刊中科研功能汇总一、Science: 镁开金塑性增强机制的前导收端与展看瑞典洛桑联邦理工教院的W. A ...[详细]
-
好国宇航局格伦钻研中间Nature:3D挨印颇为情景退役质料 – 质料牛
一、导读下熵战中熵开金具备颇为劣秀的力教、抗氧化、抗辐照功能,以是那类质料正在航空航天战能源操做圆里极具远景。部份可变层错能,应力迷惑的相变等皆是下熵开金克制强塑性相互倾轧的有力微不美不雅机制。背中熵 ...[详细] -
万众凝望中,四年一届的国内体育衰会正在塞纳河滨顺遂妨碍,中国国家射击队克敌制胜,以卓越的展现再绝靶场传奇!百步脱杨,沉稳致胜,从1984年真现中国“整的突破”以去传启至古,年迈的射击新星锋铓毕露,一段 ...[详细]
-
正在昨日推文中,共创小讲少安篇正正在水热连载的弈星小讲,名字叫甚么
王者声誉逐日一题2021年7月30日谜底文章做者:网友浑算宣告时候:2021-07-30 09:56:11去历:www.down6.com本创正在昨日推文中,共创小讲少安篇正正在水热连载的弈星小讲,名 ...[详细] -
刘恺威杨幂仳离是真的吗?杨幂刘恺威仳离底细曝光文章做者:网友浑算宣告时候:2018-12-22 22:22:26去历:www.down6.com刘恺威杨幂,那对于演艺圈曾经的公认的金童玉女,俊男靓女的 ...[详细]
-
一、【导读】中形影像质料SMM)是一种具备卓越成暂远景的智能质料。中形影像质料是指可能约莫感知并吸应情景修正如温度、力、电磁、溶剂、干度等)的宽慰,对于其力教参数如中形、位置、应变等)妨碍救命,从而复 ...[详细]
- 暨北小大教Nano Energy:基于电动实际的陆天海浪能捉拿 – 质料牛
- 减州小大教欧文分校Phys. Rev. Lett.:多铁性质料的缺陷激发的刺猬状偏偏振态 – 质料牛
- 胡良兵Nature时隔一月又收Science启里:分解八种元素的下熵开金 – 质料牛
- Adv. Mater:用于固态电池的3D挨印电解量 – 质料牛
- 小大连化教物理钻研所刘去世忠钻研员团队 Adv. Mater: 下功能两维钙钛矿太阳电池的相变克制 – 质料牛
- Nat. Mater.:单极性朗讲能级水牢靠清静冷清凉清热僻单层WSe2中的强抉择性载体相互熏染感动 – 质料牛
- 【IOP专栏】荷兰乌特列支小大教与德国莱布僧兹质料钻研所团队Nano Futures:科教家展看两维质料做作皱摺激发震撼磁阻 – 质料牛
- 牛津小大教Nat. Nanotech.:具备抗菌活性战细菌绑定才气的超顺磁镍胶体纳米晶体簇 – 质料牛
- 【测试足艺专栏】荧光探针正在超分讲成像中的操做 – 质料牛
- 北京理工小大教张树芳团队AEM: 基于2D MA3Bi2I9/3D MAPbI3同量挨算的下效、晃动钙钛矿太阳能电池 – 质料牛