高机能聚合物热电材料研究获得新进展。记者25日从中国科学院化学研究所得悉，来自该所等单元的科研人员研发出新型高机能聚合物热电材料——PMHJ薄膜。相对通俗聚合物薄膜，PMHJ薄膜有望年夜幅晋升材料的热电机能，为高机能塑料基热电材料研究供给了全新思绪。相干研究功效在线颁发在《天然》杂志。

碳元素可以与氢、氧、氮、磷、硫等元素构成化学键，从而构建出各类有机份子，这些份子单体经由过程周期性的键合可以构成高份子量的聚合物。今朝，人工合成的聚合物，特别是塑料，已成为人们平常糊口和高科技范畴不成贫乏的材料。

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导电聚合物不单具有和传统塑料近似的柔性、易加工性和低本钱等特点，还可以经由过程份子设计和化学搀杂携带电荷，从而表示出导电性。更加奇异的是，良多导电聚合物可以作为热电材料。也就是说，当聚合物薄膜两头的温度呈现凹凸差时，材料两头就会发生电动势（塞贝克效应）；而当在材料两头构建导电回路并施加电压时，导电塑料薄膜的两头也会发生温度差。

高机能热电材料应具有高塞贝克系数、高电导率和低热导率，而抱负的模子就是“声子玻璃-电子晶体”模子。“具体来讲，材料需要像玻璃一样反对热量（声子）传导，但又像晶体一样答应电荷自由移动，也就是让声子‘步履维艰’而让电荷‘通顺无阻’。”科研人员注释，科学界遍及认为，聚合物具有声子玻璃特点，从而具有本征低热导率。而现实上，良多高电导聚合物薄膜具有有序份子摆列的结晶区，和抱负的“声子玻璃”有很年夜差别，直接制约了聚合物热电机能的提高。

此次，科研人员操纵两种分歧的聚合物，研发出具有分歧布局特点的PMHJ薄膜。该薄膜不单可以包管有用的电荷传输，同时可以高效散射声子与类声子传布。

在业内专家看来，这项研究打破了现有高机能聚合物热电材料不依靠热输运调控的认知局限，为塑料基热电材料范畴的延续成长供给了新路径。

（中国科学院化学研究所供图）

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