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　　中国科学院化学研究所（以下简称化学所）科研人员携手国内外科研力量★✿ღღღ，开发了一种被称为“聚合物多周期异质结”（PMHJ）的新材料★✿ღღღ，能够在微小的温差作用下把热能转换为电能★✿ღღღ，推动了聚合物热电材料的性能跃升★✿ღღღ。7月24日★✿ღღღ，相关成果发表于《自然》★✿ღღღ。

　　在人们的印象中★✿ღღღ，塑料是日常生活中不可或缺的绝缘体★✿ღღღ。直到20世纪70年代蜜桃95★✿ღღღ，美国科学家艾伦黑格★✿ღღღ、艾伦马克迪尔米德和日本科学家白川英树发现尊龙凯时人生就是博·(中国)官网★✿ღღღ，★✿ღღღ，碘掺杂的聚乙炔具备导电能力★✿ღღღ，彻底颠覆了“塑料不能导电”的传统认知★✿ღღღ。这3位科学家因此获得2000年诺贝尔化学奖★✿ღღღ。

　　这一重要科学发现不但掀起了导电聚合物和其他光电分子材料的研究热潮蜜桃95★✿ღღღ，还催生了有机发光二极管（OLED）等电子产业蜜桃95★✿ღღღ，让光彩夺目的显示屏走入人们的日常生活★✿ღღღ。

　　随着科学研究的深入开展尊龙凯时★✿ღღღ，★✿ღღღ，科学家发现★✿ღღღ，一些塑料不仅可以导电★✿ღღღ，而且具有热能和电能相互转换的“超能力”聚乙烯★✿ღღღ。其中★✿ღღღ，利用温差发电的“超能力”被称为“塞贝克效应”★✿ღღღ，利用导电回路施加电压产生温差的“超能力”则被称为“帕尔贴效应”★✿ღღღ。

　　基于这些现象★✿ღღღ，人们可以利用轻质★✿ღღღ、柔软的塑料实现温差发电尊龙凯时人生就是博·(中国)官网★✿ღღღ，开发贴附式和可穿戴的绿色能源★✿ღღღ，同时有望将其编织成塑料纤维★✿ღღღ，变成可以控制温度的服装★✿ღღღ。科研人员表示★✿ღღღ，这些功能的实现都需要发展高性能聚合物热电材料★✿ღღღ，该领域的研究成为材料科学的前沿和最具挑战的方向之一尊龙凯时人生就是博·(中国)官网★✿ღღღ。

　　高性能聚合物热电材料需具备高塞贝克系数★✿ღღღ、高电导率和低热导率★✿ღღღ，其理想模型被称为“声子玻璃-电子晶体”模型★✿ღღღ。

　　简单说★✿ღღღ，这种材料要像玻璃一样阻止热量传导尊龙凯时人生就是博·(中国)官网尊龙凯时人生就是博★✿ღღღ！★✿ღღღ，★✿ღღღ，同时又要像晶体一样允许电荷自由移动蜜桃95★✿ღღღ，达到让作为热量载体的声子“寸步难行”★✿ღღღ，而让作为电荷载体的电子“畅通无阻”的效果蜜桃95★✿ღღღ。

　　然而★✿ღღღ，很多高电导聚合物具有局部有序的分子排列★✿ღღღ，与理想模型存在差距★✿ღღღ，直接制约了聚合物热电性能的提高★✿ღღღ。

　　过去10多年里★✿ღღღ，全球科学家采用分子创制★✿ღღღ、组装和掺杂等方式★✿ღღღ，试图调控聚合物薄膜的塞贝克系数★✿ღღღ、电导率及其制约关系★✿ღღღ。但是★✿ღღღ，用于衡量热电材料性能的重要参数热电优值（ZT）却一直停留在0.5上下★✿ღღღ，远低于商品化无机热电材料的性能★✿ღღღ。这一性能瓶颈直接制约了塑料基热电材料领域的发展★✿ღღღ。

　　为了打破这一瓶颈★✿ღღღ，化学所朱道本/狄重安研究团队★✿ღღღ、北京航空航天大学赵立东课题组联合清华大学尊龙凯时人生就是博·(中国)官网★✿ღღღ、中国科学院大学★✿ღღღ、英国牛津大学★✿ღღღ、韩国蔚山科学技术院等研究团队★✿ღღღ，创造性提出PMHJ这一新概念★✿ღღღ。他们利用两种不同的聚合物构建出周期有序的纳米结构★✿ღღღ，每种聚合物厚度不到10纳米尊龙凯时人生就是博·(中国)官网尊龙凯时人生就是博·(中国)官网财经消息★✿ღღღ。★✿ღღღ，且两者之间具有超薄的混合界面★✿ღღღ。这一设计既保证了电荷的有效传输★✿ღღღ，又能高效散射声子和类声子★✿ღღღ，使材料的热电性能显著提升★✿ღღღ，更接近理想模型★✿ღღღ。

　　在最新发表的论文中★✿ღღღ，研究团队利用“PDPPSe-12”和“PBTTT”这两种聚合物以及交联剂★✿ღღღ，结合分子交联方法★✿ღღღ，构筑了具有不同结构特征的PMHJ薄膜★✿ღღღ。

　　他们发现★✿ღღღ，当PMHJ薄膜被氯化铁掺杂后★✿ღღღ，其在368K下的ZT达到了1.28★✿ღღღ。塑料基热电材料从此步入ZT超过1.0的时代★✿ღღღ。

　　在业内专家看来★✿ღღღ，这项研究成果打破了以往对聚合物热电材料性能提升的认知局限★✿ღღღ，为高性能热电材料的进一步研发提供了新途径★✿ღღღ。特别是在柔性供能器件的应用上蜜桃95★✿ღღღ，有望推动可穿戴设备和环境能量收集技术的发展★✿ღღღ。