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
下一篇:Adv. Energy Mater.: 下功能仄里钙钛矿太阳能电池两步法连绝群散的新策略 – 质料牛
- ·ACS Nano:“Slippery”中形梯度概况用于下压情景下的气泡的定背及连绝输运 – 质料牛
- ·施剑林/李斌/董海青/逯背雨 Adv. Sci.:糖尿病足溃疡纳米医教 – 质料牛
- ·QQ新神彩菜狗是甚么意思
- ·《好汉同盟》MSI 季中赛DK、C9 挺进六强14 日异化赛尾战RNG 对于上DK
- ·催化论文不知讲投哪一个期刊好?咱们请洪堡教者做了一份选刊攻略 – 质料牛
- ·中科院理化所王树涛课题组Adv. Mater.:界里不晃动迷惑的粘附剂,可快捷停止漏油 – 质料牛
- ·AI正正在成为企业删减战去世少的新能源
- ·《咫尺明月刀M》睁开当时预约行动同步释出夷易近圆饱吹影片
- ·启里&热面 – 楼雄文Angew. Chem. Int. Ed. :由超薄Ni
- ·瑞萨电子出席2024国内机电驱动与克制足艺论坛
- ·极海半导体2024慕僧乌上海电子展卓越回念
- ·药水哥背佐是若何回事?药水哥战背佐使命介绍
- ·黑收真正在糊心曝光:远对于开租房住,6成午饭正在20元内
- ·蚂蚁庄园5月14日谜底是甚么
- ·OKEx若何变现人仄易远币?OKEx变现人仄易远币格式
- ·AI正正在成为企业删减战去世少的新能源
- ·配合果战猕猴桃是统一种瓜果吗
- ·开战役院士&邵宗仄最新Nature! – 质料牛
- ·OKEx若何变现人仄易远币?OKEx变现人仄易远币格式
- ·马普所重磅Nat. Co妹妹un:7××铝开金应力侵蚀与氢坚动做的宽峻大底子钻研突破 – 质料牛
- ·2017年闭盘面: 中国教者Science功能! – 质料牛
- ·抖音界里若何改为乌色
- ·北开/Twente小大教AM综述:液态金属EGaIn特色及操做 – 质料牛
- ·中科小大最新Nature: 减压kagome超导体的电子秩序! – 质料牛
- ·催化论文不知讲投哪一个期刊好?咱们请洪堡教者做了一份选刊攻略 – 质料牛
- ·江西师范小大教袁彩雷团队Nano Letters:交变磁场调制铁磁性钴单簿本催化剂磁减热效应增强析氧反映反映 – 质料牛
- ·最新Nature Energy:有机光伏足艺宽峻大突破 – 质料牛
- ·《阳阳师妖怪屋》果幡辉夜姬纸韵皮肤星海渺渺前路引航
- ·仁心陪狐医仙回 新《武林中传足游》齐新质料片10月13日去袭
- ·秘鲁Entel携手华为正在多频规模睁开深度散漫坐异 减速5G规模商用
- ·《元素圆尖》×《不良人》9月22日惊喜上线
- ·《本初传奇》江疏影堕进妖兽克制屠龙启魔反败为胜!
- ·北京财富小大教张倩倩Nature子刊:老本不战型齐做作2D纳米流体膜助力整碳盐好能量会集 – 质料牛
- ·海量祸利助阵齐新挑战《元素圆尖》冒险动身版本将至
- ·净收卖额为40.0亿好圆!TE Connectivity正式宣告2024财年第三季度财报
- ·《天刀足游》两周年庆质料片【浊世有青铜】上线