高性能聚合物热电材料研究取得新进展。
据中国科学院化学研究所微信公众号24日消息，来自该所等单位的科研人员研发出新型高性能聚合物热电材料——PMHJ薄膜。相对于普通聚合物薄膜，PMHJ薄膜有望大幅提升材料的热电性能，为高性能塑料基热电材料研究提供了全新思路。相关研究成果在线发表于《自然》杂志。
据介绍，上世纪70年代，掺杂聚乙炔的科学发现颠覆了“塑料不能导电”的传统认知，掀起了光电分子材料的研究热潮，孕育了有机发光二极管电子产业，催生了有机光伏和有机场效应晶体管等前沿研究方向，同时带动了有机热电领域的起步。其中，聚合物体系的热电研究不但可以深化甚至改变人们对软物质体系热电转换机制的认知，还有望满足物联网与可穿戴电子对贴附式能源的迫切需求，具有重大的科学意义。
但是，相对于已有的热电材料体系，聚合物热电材料长期面临热电优值低的瓶颈，无法满足温差发电与固态制冷应用的核心指标需求，直接制约了领域的快速发展。
在国家自然科学基金委、中国科学院和北京市的支持下，中国科学院化学研究所朱道本/狄重安研究团队与张德清课题组、北京航空航天大学赵立东课题组及国内外其他六个研究团队合作，提出并构建了聚合物多周期异质结热电材料。
该类型分子组装体具有周期有序的纳米结构，其中两种聚合物厚度均小于10纳米，相邻界面约为2个分子层且具有体相异质特征。优化后的PMHJ薄膜不但可以保持优异的电荷输运特性，同时大幅抑制声子/类声子传播，从而实现了聚合物热电性能的大幅跃升，为高性能塑料基热电材料的研究和应用提供了全新路径。
据悉，上述研究打破了现有高性能聚合物热电材料不依赖热输运调控的认知局限，为塑料基热电材料领域的持续发展提供了新路径。