聚合物热电材料研究突破 - 中国科学院化学研究所团队在《Science》发表研究，提出并构建了一种名为“不规则多级孔热电聚合物”的新材料[2] - 该材料通过聚合物的相分离临界调控方法制备，其薄膜呈现“多孔无序-狭道有序”的结构特征[2] - 该结构特征具体表现为：孔结构在亚10纳米至微米级多尺度无序分布，而孔间区域则呈现有序分子组装特征[2] 材料性能提升与机制 - IHP-TEP材料的多孔结构增强了声子多重散射，使晶格热导率降低了72%[5] - 该结构通过纳米限制增强结晶，意外地改善了电荷传输，从而显著提升了载流子迁移率[2][5] - 优化后的薄膜在343开尔文时的热电优值达到了创纪录的1.64，实现了聚合物热电材料性能的新跨越[5] 技术优势与应用潜力 - 聚合物热电材料具有本质柔性、成本效益高和重量轻的优势，为将无处不在的热源转化为电能提供了解决方案[2] - 共轭聚合物具有低杨氏模量和出色的溶液加工性能，是轻质、低成本热电发电机的有希望的候选材料[4] - 该研究构建的IHP-TEP薄膜可利用喷涂技术实现大面积制备，在低成本柔性发电与制冷器件等方面具有重要的应用潜力[5] 行业背景与挑战 - 聚合物热电材料的实际应用此前受到性能不足和规模化生产复杂性两方面的阻碍[2] - 与柔性无机材料相比，共轭聚合物的热电性能此前仍显逊色，且可扩展的制造方法稀缺[4]