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納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑聚合物及其復(fù)合熱電材料
發(fā)布時(shí)間：2019-04-02 09:18:00
作者：admin
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來(lái)源：高分子科學(xué)前沿|
近日，深圳大學(xué)陳光明教授與青島科技大學(xué)王新副教授等人在英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊 Journal of Materials Chemistry A 上發(fā)表綜述文章（Review Article），總結(jié)了通過(guò)納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑來(lái)調(diào)控并提高聚合物及其復(fù)合材料熱電性能的研究進(jìn)展，并對(duì)該領(lǐng)域發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
熱電功能材料可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能之間的直接相互轉(zhuǎn)換。在廢熱和低品質(zhì)熱的回收與有效利用、局部冷卻、傳感和可穿戴電子設(shè)備等方面具有廣泛的潛在應(yīng)用前景，例如為美國(guó)宇航局（NASA）發(fā)射的旅行者號(hào)空間探測(cè)器提供能源，已經(jīng)在太空中運(yùn)行了 40 余年。
"
▲ 旅行者號(hào)空間探測(cè)器
對(duì)于熱電材料的研究已有近 200 年的歷史，但主要集中在無(wú)機(jī)熱電材料領(lǐng)域。近年來(lái)，尤其是近 5 年來(lái)，有機(jī)熱電材料由于其低導(dǎo)熱、質(zhì)輕、易于溶液加工、分子結(jié)構(gòu)高度可調(diào)可控和高柔性等特點(diǎn)，引起了人們的極大興趣，發(fā)表的相關(guān)論文數(shù)量急劇增加，出現(xiàn)了一些重要突破性進(jìn)展和代表性綜述，已經(jīng)發(fā)展成為材料領(lǐng)域的重要前沿課題之一。
有機(jī)聚合物熱電材料（主要是共軛聚合物）及其復(fù)合熱電材料是有機(jī)熱電材料的重要組成部分，近年來(lái)取得了重要進(jìn)展，例如：發(fā)展了包括模板吸附-原位聚合、層-層組裝、納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑等的一系列材料制備方法，得到了多種具有優(yōu)異熱電性能的高性能 p-型和 n-型材料柔性薄膜，改進(jìn)了薄膜的面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)等熱電參數(shù)的測(cè)量方法與技術(shù)，提出了多種薄膜和纖維器件的組裝制備過(guò)程，并加深了對(duì)于聚合物及其復(fù)合熱電材料的制備原理和結(jié)構(gòu)-熱電性能關(guān)系機(jī)理的理解。
本篇綜述旨在總結(jié)通過(guò)納米結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)筑調(diào)控并提高聚合物及其復(fù)合材料熱電性能的研究進(jìn)展。首先，作者簡(jiǎn)要介紹了熱電材料，包括無(wú)機(jī)和有機(jī)熱電材料的研究背景。然后，分聚合物納米結(jié)構(gòu)材料和聚合物復(fù)合納米結(jié)構(gòu)材料兩個(gè)部分展開(kāi)論述：以兩類典型的共軛聚合物 PEDOT 和 PPy 納米結(jié)構(gòu)為例，著重介紹了熱電性能對(duì)聚合物材料納米結(jié)構(gòu)的高度依賴性，以及通過(guò)后處理進(jìn)一步調(diào)控其熱電性能；從聚合物納米結(jié)構(gòu)包覆碳納米粒子構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、聚合物納米結(jié)構(gòu)/無(wú)機(jī)片層復(fù)合材料的層狀形貌、獨(dú)特“珊瑚狀”納米結(jié)構(gòu)和聚合物納米結(jié)構(gòu)/聚合物復(fù)合材料等納米結(jié)構(gòu)形貌出發(fā)，概述了納米結(jié)構(gòu)復(fù)合熱電材料的研究進(jìn)展。最后，指出納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑是一種獲得高性能聚合物及其復(fù)合熱電材料的有效策略，并對(duì)該領(lǐng)域?qū)?lái)的研究方向提出了一些建議。
近日，深圳大學(xué)陳光明教授與青島科技大學(xué)王新副教授等人在英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊 Journal of Materials Chemistry A 上發(fā)表綜述文章（Review Article），總結(jié)了通過(guò)納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑來(lái)調(diào)控并提高聚合物及其復(fù)合材料熱電性能的研究進(jìn)展，并對(duì)該領(lǐng)域發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
熱電功能材料可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能之間的直接相互轉(zhuǎn)換。在廢熱和低品質(zhì)熱的回收與有效利用、局部冷卻、傳感和可穿戴電子設(shè)備等方面具有廣泛的潛在應(yīng)用前景，例如為美國(guó)宇航局（NASA）發(fā)射的旅行者號(hào)空間探測(cè)器提供能源，已經(jīng)在太空中運(yùn)行了 40 余年。
"▲ 旅行者號(hào)空間探測(cè)器
對(duì)于熱電材料的研究已有近 200 年的歷史，但主要集中在無(wú)機(jī)熱電材料領(lǐng)域。近年來(lái)，尤其是近 5 年來(lái)，有機(jī)熱電材料由于其低導(dǎo)熱、質(zhì)輕、易于溶液加工、分子結(jié)構(gòu)高度可調(diào)可控和高柔性等特點(diǎn)，引起了人們的極大興趣，發(fā)表的相關(guān)論文數(shù)量急劇增加，出現(xiàn)了一些重要突破性進(jìn)展和代表性綜述，已經(jīng)發(fā)展成為材料領(lǐng)域的重要前沿課題之一。
有機(jī)聚合物熱電材料（主要是共軛聚合物）及其復(fù)合熱電材料是有機(jī)熱電材料的重要組成部分，近年來(lái)取得了重要進(jìn)展，例如：發(fā)展了包括模板吸附-原位聚合、層-層組裝、納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑等的一系列材料制備方法，得到了多種具有優(yōu)異熱電性能的高性能 p-型和 n-型材料柔性薄膜，改進(jìn)了薄膜的面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)等熱電參數(shù)的測(cè)量方法與技術(shù)，提出了多種薄膜和纖維器件的組裝制備過(guò)程，并加深了對(duì)于聚合物及其復(fù)合熱電材料的制備原理和結(jié)構(gòu)-熱電性能關(guān)系機(jī)理的理解。
本篇綜述旨在總結(jié)通過(guò)納米結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)筑調(diào)控并提高聚合物及其復(fù)合材料熱電性能的研究進(jìn)展。首先，作者簡(jiǎn)要介紹了熱電材料，包括無(wú)機(jī)和有機(jī)熱電材料的研究背景。然后，分聚合物納米結(jié)構(gòu)材料和聚合物復(fù)合納米結(jié)構(gòu)材料兩個(gè)部分展開(kāi)論述：以兩類典型的共軛聚合物 PEDOT 和 PPy 納米結(jié)構(gòu)為例，著重介紹了熱電性能對(duì)聚合物材料納米結(jié)構(gòu)的高度依賴性，以及通過(guò)后處理進(jìn)一步調(diào)控其熱電性能；從聚合物納米結(jié)構(gòu)包覆碳納米粒子構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、聚合物納米結(jié)構(gòu)/無(wú)機(jī)片層復(fù)合材料的層狀形貌、獨(dú)特“珊瑚狀”納米結(jié)構(gòu)和聚合物納米結(jié)構(gòu)/聚合物復(fù)合材料等納米結(jié)構(gòu)形貌出發(fā)，概述了納米結(jié)構(gòu)復(fù)合熱電材料的研究進(jìn)展。最后，指出納米結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑是一種獲得高性能聚合物及其復(fù)合熱電材料的有效策略，并對(duì)該領(lǐng)域?qū)?lái)的研究方向提出了一些建議。
