人民網北京7月26日電 (記者趙竹青)記者從中國科學院獲悉，中國科學家研制出了一種高效能塑膠基熱電材料，這個材料又輕又軟，並且有溫度差的時候還會發電，是實作可穿戴能源器件的技術路徑之一。
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，相關論文發表在7月24日晚出版的國際學術期刊【自然】上。
在很多人看來，塑膠是不能導電的。但實際上很多塑膠也能導電，這種塑膠被稱為導電聚合物。科學家們發現，讓這種導電聚合物薄膜出現溫差，它就可以發電，這就是聚合物熱電材料。中國科學家近日在這一領域取得重要進展，提出並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效能，從而為高效能塑膠基熱電材料的研究提供全新思路。
「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並施加電壓時，材料兩端也會產生溫度差。」文章通訊作者、中國科學院化學研究所研究員狄重安介紹。
基於這些現象，人們就可以利用輕質與柔軟的塑膠來實作溫差發電，發展貼附式和可穿戴的綠色能源；也有望將其編織成塑膠纖維，變成可以控制溫度的服裝。這些功能的實作都需要發展高效能的聚合物熱電材料，該領域的研究成為材料科學的前沿熱點和最具挑戰的方向之一。
研究人員介紹，這種新發明的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於10納米，兩種材料的界面約為2個分子層的厚度，並且界面層內部呈現體相混合的特征。這一納米限域的結構有望大幅提升材料的熱電效能，從而為高效能塑膠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現，PMHJ結構具有優異的普適性，其加工方式與溶液法制備技術相容，在柔性供能器件方面具有重要套用潛力。
這一研究打破了現有高效能聚合物熱電材料不依賴熱輸運調控的認知局限，為塑膠基熱電材料領域的持續發展提供了新路徑。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。」
