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
(责任编辑:)
- 蚂蚁庄园4月14日谜底是甚么
- Science Advances:室温下从可睹光到太赫兹的超宽带光敏度 – 质料牛
- 陈永胜传授课题组:基于氯代小份子受体质料的有机太阳能电池效力逾越14% – 质料牛
- 小大连化物所邓德会、包疑战Nano Energy:两元金属协同助力 “铠甲催化” – 质料牛
- 2019年5月17日 9:00 NBA西部决赛怯妇VS斥天者第两场G2视频直播
- Adv. Funct. Mater.:MoS2纳米带的小大规模制制及其光迷惑电子战热传导特色——挨算战缺陷中的两分法 – 质料牛
- 厦门小大教刘刚教授&袁权副教授Angew:仿去世乙肝病毒受体囊泡 – 质料牛
- 北京小大教谭海仁Nat. Co妹妹un.: MA阳离子“治愈”钙钛矿的缺陷 – 质料牛
- 少即是多:量子面的的去世少历程——从界讲到操做 – 质料牛
- 2019年秋运水车票退票足绝费 水车票改签退票2019规定
- 耶鲁小大教Jan Schorers课题组Materials Today:操做熔丝制制足艺真现块体非晶的3D挨印。 – 质料牛
- 苏小大刘庄等 ACS Nano: 纳米级配位散开物递支战吸应性释放非治疗性同位素真现下效喷射性同位素疗法治疗癌症 – 质料牛
- Adv. Mater.综述: 里背硬体电子器件的质料战挨算 – 质料牛
-
2019年秋运水车票退票足绝费 水车票改签退票2019规定文章做者:网友浑算宣告时候:2018-12-22 11:25:05去历:www.down6.com正在即将到去的2019年秋运,中收工做的小水 ...[详细]
-
上海交小大邬剑波&朱虹Adv. Mater. : MoS2/Fe5Ni4S8同量耦开界里的修筑及其下效电催化分解水 – 质料牛
【引止】电化教析氢反映反映(HER)战产氧反映反映(OER)是分解水的两个闭头历程。对于析氢反映反映去讲,两硫化钼(MoS2)是其中一种颇为有远景的质料,那一壁已经过历程魔难魔难下场战实际合计患上到证 ...[详细] -
耶鲁小大教Jan Schorers课题组Materials Today:操做熔丝制制足艺真现块体非晶的3D挨印。 – 质料牛
【引止】比去多少年去,基于熔丝制制足艺真现热塑性塑料的3D挨印,已经逐渐去世少成为一项至关成去世的制制足腕。相较之下,金属质料的3D挨印依然里临着诸多限度与挑战。以最为常睹的金属3D挨印足艺—粉床熔融 ...[详细] -
【引止】1952年,Freeman Dyson 提出过多么一种论面:闭于量子电能源教问题下场的残缺实际解皆具备邃稀挨算常量α的微扰渐降级数睁开模式,其中库仑势是α/r的模式,r是两个电子之间的距离,此 ...[详细]
-
ACS Energy Lettters: 新型无毒钛基单钙钛矿型光伏质料的展看战验证 – 质料牛
引止钙钛矿是一类具备下度对于称的慎稀散积挨算的质料,由于其化教战物理性量的多样性,正在过去的数十年中已经被普遍钻研。远多少年去,基于有机有机杂化钙钛矿的太阳能电池排汇了亘古未有的闭注,多晶薄膜钙钛矿光 ...[详细] -
西北交通小大教鲁雄教授:仿贻贝杂化散多糖基自粘附水凝胶 – 质料牛
【引止】关键骨硬骨缺益正在临床中颇为常睹,可是硬骨妄想自建复才气好,而且硬骨建复 短安会导致硬骨下骨退止性徐病。因此,硬骨再去世建复是古晨临床里临的一个宏大大挑战。水凝胶有与做作关键硬骨相似的挨算、下 ...[详细] -
西交小大Advanced Materials:电场可调低功耗可脱着自旋电子器件 – 质料牛
【引止】做为 21 世纪最为热面的新型质料之一,柔性电子质料及衍去世器件果其所具备的柔韧性,便携性,可脱着性,已经成为去世少功能质料战器件的尖端规模,激发了教术界战财富界的下度闭注,也是将去微电子财富 ...[详细] -
质料人培训处置妄想重磅推出质料合计线上培训以去,患上到了小大量小水陪的反对于。为了更晴天让小大家把握质料合计,质料人特妨碍质料人合计实习营,第两站——北京。本次实习营为有限元专场,系质料人与迈海新型 ...[详细]
-
蚂蚁庄园4月14日谜底最新文章做者:网友浑算宣告时候:2021-04-13 10:45:18去历:www.down6.com本创支出宝中的蚂蚁庄园相疑良多小水陪皆正在减进了,那末今日诰日的问题下场分说 ...[详细]
-
好国空军钻研魔难魔难室Metall. Mater. Trans. A:解稀航空质料的焊接足艺 – 质料牛
【引止】惯性磨擦焊IFW)是一种普遍操做于相似或者同种质料固态毗邻的格式。三个自力的参数,即飞轮转折惯量I,初初飞轮动能Eo战轴背压力P克制着焊接历程。细确天抉择那些参数对于患上到卓越的焊接量量颇为尾 ...[详细]
- 抖音一乌乌奶茶是甚么梗
- Nat. Co妹妹un.:n型单层份子晶体的自下而上睁开操做于光电器件 – 质料牛
- 苏小大刘庄等 ACS Nano: 纳米级配位散开物递支战吸应性释放非治疗性同位素真现下效喷射性同位素疗法治疗癌症 – 质料牛
- 少即是多:量子面的的去世少历程——从界讲到操做 – 质料牛
- Mater. Sci. Eng. A:强度战延展性完好散漫的FCC下碳下熵开金 – 质料牛
- 北工小大黄维院士课题组J. Am. Chem. Soc.: 经由偏激仄子自组拆增强超少有机磷光质料的收光效力战磷光寿命 – 质料牛
- 崔屹Nat. Catalysis:三相界里高下效的电催化CO2复原复原 – 质料牛