記者從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所研究員邰凱平課題組、劉暢課題組與合作者近期研制出一種高性能碲化鉍/單壁碳納米管柔性熱電材料。該材料具有優(yōu)異的彎曲柔性力學(xué)性能，能滿足貼合任意曲率熱源——如人體皮膚等的需求，有望應(yīng)用于可穿戴電子產(chǎn)品供電。

相關(guān)研究成果已于近日在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《自然—材料》(Nature Materials)在線發(fā)表。

(碲化鉍/單壁碳納米管復(fù)合自支撐熱電薄膜材料生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所供圖)

所謂熱電材料，是一種不需任何外力即可將熱能與電能相互轉(zhuǎn)換的綠色能源材料，可利用生活、生產(chǎn)中的廢熱發(fā)電，被廣泛應(yīng)用于溫差電池供電、微系統(tǒng)芯片控溫制冷等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的熱電材料如碲化鉍由于在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法緊密貼合具有復(fù)雜曲率變化的熱源表面，導(dǎo)致熱量散失和較低的熱電轉(zhuǎn)化效率;同時(shí)也難以適應(yīng)熱電器件日趨微型化和高度集成化發(fā)展的需要。因此，高性能柔性熱電材料的研發(fā)已成為該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

據(jù)邰凱平、劉暢團(tuán)隊(duì)介紹，此次研發(fā)的復(fù)合材料，具有良好的彎曲柔性與自支撐結(jié)構(gòu)，可使用離子束、飛秒激光等微納加工方法，將其裁剪成任意幾何形狀，有利于靈活方便地制備各種結(jié)構(gòu)的熱電器件，甚至可以通過(guò)靜電力等非接觸式方法操控該復(fù)合熱電材料。

(碲化鉍/單壁碳納米管復(fù)合材料經(jīng)飛秒激光裁剪后呈現(xiàn)良好彎曲柔性和伸展性，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所供圖)

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院金屬研究所的消息顯示，研究表明該復(fù)合材料的制備原理和技術(shù)，可同樣適用于其他具有弱范德華力連接的層狀結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料體系，在柔性半導(dǎo)體材料和器件領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。