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范平教授与郑壮豪研究员团队最新研究成果入选《Nature》期刊Research Highlights栏目

发布时间:2022-12-01    点击数:

近期,世界知名科学期刊《Nature》在“Research Highlights”栏目(Nature 2022,612,11)以“A heat-harvesting film can also bend and bow”为题,专文介绍和评述了我院范平教授与郑壮豪研究员团队在碲化铋柔性热电材料领域的一项研究成果(Nature Sustainability, 2022)。

碲化铋材料是一种性能优异的室温热电材料,其具有层状结构特点,因而沿层面方向上具有较高电导和热导率,精确控制其织构度并合理引入缺陷,是解耦碲化铋材料电声输运关系及提高其热电性能的有效途径。另一方面,传统碲化铋基热电材料柔韧性有限,难以从形状不规则的热源中收集废热,而柔性器件可以舒适地附着在人体皮肤上,从而实现可持续地收集人体热量进行热-电的转换,但现有方法制备出碲化铋基柔性热电材料仍存在热电性能低、力学稳定性差、加工工艺复杂等问题,阻碍了其应用。因此,探索具有成本效益的高柔性、高输出功率的碲化铋基柔性器件,这有助于在不久的将来实现能源的可持续利用。

针对这一问题,范平教授、郑壮豪研究员团队与澳大利亚昆士兰科技大学陈志刚教授团队合作,提出了一种全新的定向热扩散合成方法,在柔性衬底上实现了高质量碲化铋基薄膜的制备,并引入Ag的掺杂及结合薄膜生长取向调控,最终研制出热电优值超过1.0、且具有极佳柔性机械特性的碲化铋基热电薄膜,并基于该薄膜材料构建了可应用于人体发电、温度传感及通电制冷的柔性热电薄膜器件。该研究工作对高质量柔性热电薄膜材料及器件的研发具有重要科学意义。

《Nature》Research Highlight链接:

https://www.nature.com/articles/d41586-022-03773-7

《Nature Sustainability》全文链接:

https://doi.org/10.1038/s41893-022-01003-6