PMHJ薄膜

PMHJ薄膜是中國科學院化學研究所研發的高性能聚合物熱電材料。

基本介紹

• 中文名：PMHJ薄膜
• 類型：高性能聚合物熱電材料

簡介

2024年7月24日，來自中國科學院化學研究所等單位的科研人員研發出新型高性能聚合物熱電材料——PMHJ薄膜。相對於普通聚合物薄膜，PMHJ薄膜有望大幅提升材料的熱電性能，為高性能塑膠基熱電材料研究提供了全新思路。相關研究成果線上發表於《自然》雜誌。

發展歷史

據介紹，上世紀70年代，摻雜聚乙炔的科學發現顛覆了“塑膠不能導電”的傳統認知，掀起了光電分子材料的研究熱潮，孕育了有機發光二極體電子產業，催生了有機光伏和有機場效應電晶體等前沿研究方向，同時帶動了有機熱電領域的起步。其中，聚合物體系的熱電研究不但可以深化甚至改變人們對軟物質體系熱電轉換機制的認知，還有望滿足物聯網與可穿戴電子對貼附式能源的迫切需求，具有重大的科學意義。

但是，相對於已有的熱電材料體系，聚合物熱電材料長期面臨熱電優值（ZT）低的瓶頸，無法滿足溫差發電與固態製冷套用的核心指標需求，直接制約了領域的快速發展。

聚合物多周期異質結（PMHJ）熱電材料

在國家自然科學基金委、中國科學院和北京市的支持下，中國科學院化學研究所朱道本/狄重安研究團隊與張德清課題組、北京航空航天大學趙立東課題組及國內外其他六個研究團隊合作，提出並構建了聚合物多周期異質結（PMHJ）熱電材料。

該類型分子組裝體具有周期有序的納米結構，其中兩種聚合物厚度均小於10納米，相鄰界面約為2個分子層且具有體相異質特徵。最佳化後的PMHJ薄膜不但可以保持優異的電荷輸運特性，同時大幅抑制聲子/類聲子傳播，從而實現了聚合物熱電性能的大幅躍升，為高性能塑膠基熱電材料的研究和套用提供了全新路徑。

據悉，上述研究打破了現有高性能聚合物熱電材料不依賴熱輸運調控的認知局限，為塑膠基熱電材料領域的持續發展提供了新路徑。