塑料也能发电？中国科学家揭秘“塑料热电”新突破！
元描述： 中国科学家成功制备出新型聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料，为塑料发电提供了全新思路，有望大幅提升材料的热电性能，实现“用体温为手机充电”的梦想。
近年来，可再生能源的开发与应用成为全球关注的焦点。 塑料，作为一种常见的材料，一直被认为是不可再生的资源。然而，中国科学家的一项重大突破，将彻底改变人们对塑料的认知！他们研发出了一种新型的聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料，利用温差发电，让塑料拥有了“变废为宝”的潜力！
这项研究成果，就像一颗石子投入平静的湖面，激起层层涟漪。 它不仅为塑料热电材料领域的发展指明了新的方向，更开启了利用废弃塑料进行能源转换的全新篇章。这将是未来绿色能源领域的一场革命，也意味着塑料将不再是环境污染的罪魁祸首，而是成为可持续能源的重要来源。
那么，究竟什么是“塑料热电”？
揭秘“塑料热电”：从理论到实践
“塑料热电”是指利用塑料材料的热电效应来实现温差发电。简单来说，当两种温度不同的材料接触时，就会产生电流，这就是热电效应。而塑料材料本身就具有良好的柔性和可加工性，如果能赋予它热电性能，就能利用自然界中广泛存在的温差发电，比如利用太阳能、人体热量以及工业废热等。
然而，想要让塑料拥有“热电”能力，却并非易事。
塑料热电的挑战：声子玻璃-电子晶体模型
高性能的热电材料，需要像玻璃一样阻挡热量的传导，但又像晶体一样允许电荷自由移动。 这就好比让电荷“畅通无阻”地奔跑，而将热量“困住”，无法通过。这种理想状态被称为“声子玻璃-电子晶体”模型。
然而，大多数高电导率的塑料材料，都具有有序的分子排列，这会阻碍热量的传递，导致热电性能下降。 为了突破这一瓶颈，科学家们一直致力于改进塑料材料的结构和性能。
中国科学家的突破：PMHJ热电材料
中国科学院化学研究所朱道本院士团队和北京航空航天大学赵立东教授团队，经过多年的研究，终于找到了突破难题的关键！
PMHJ热电材料的独特结构
他们研发出了一种新型的聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料。 这是一种由两种不同聚合物组成的周期性纳米结构，每种聚合物的厚度都小于10纳米，界面层非常薄，只有两个分子层的厚度。
这种独特的结构，就像给塑料材料穿上了一件“盔甲”， 它不仅可以有效地传输电荷，还可以高效地散射声子，从而实现“声子玻璃-电子晶体”模型。
PMHJ热电材料的优异性能
实验结果表明，PMHJ热电材料的热电性能大幅提升，达到了商品化热电材料的室温区性能水平。 这意味着，利用塑料发电，不再是遥不可及的梦想！
此外，PMHJ结构的普适性也十分突出。 它的加工方式与溶液法制备技术兼容，这意味着它可以轻松地应用于各种柔性电子设备，比如可穿戴设备、柔性电池等。
“塑料热电”的未来：无限可能
PMHJ热电材料的研发，为“塑料热电”领域带来了新的曙光。 未来，我们可以利用这种材料来实现以下目标：
- 利用体温为手机充电： 想象一下，你只需佩戴一个由 PMHJ 材料制成的腕带，就能利用自身的体温为手机充电！
- 将篝火变成电力之源： 利用PMHJ材料制作的热电发电器，可以将篝火的热量转化为电能，为户外活动提供电力。
- 利用工业废热发电： 工厂排放的废热，也可以被 PMHJ 材料高效地转化为电能，实现节能减排。
“塑料热电”技术，将彻底改变我们对塑料的认知，并为未来能源发展带来无限可能。
常见问题解答
Q1：这种新的热电材料会对环境造成污染吗？
A1： PMHJ 热电材料的主要成分是聚合物，它是一种可回收的材料，对环境的污染相对较小。同时，这种材料的制备过程也更加环保，可以有效地减少对环境的负面影响。
Q2：这种材料的应用场景有哪些？
A2： PMHJ 热电材料可以应用于各种场景，例如可穿戴设备、柔性电池、温差发电器等等。未来，它还有可能应用于工业废热回收、太阳能利用等领域。
Q3：这种材料的成本如何？
A3： PMHJ 热电材料的成本相对较低，因为它主要由常见的聚合物材料制成。
Q4：这种材料的效率如何？
A4： PMHJ 热电材料的效率已经达到了商品化热电材料的水平。未来，随着技术的不断发展，它的效率还将进一步提升。
Q5：这种材料的稳定性如何？
A5： PMHJ 热电材料具有良好的稳定性，可以长时间保持其热电性能。
Q6：这种材料的未来发展方向是什么？
A6： 未来，PMHJ 热电材料的研究方向将集中在提升材料的效率、稳定性和可靠性。同时，科学家们也将探索更广泛的应用场景，为人类社会带来更多的益处。
结论
中国科学家研发的 PMHJ 热电材料，是塑料热电领域的一项重大突破，为未来能源发展开辟了新的路径。 这种材料不仅可以利用温差发电，还拥有良好的柔性和可加工性，可以广泛应用于各种领域。相信随着技术的不断发展，PMHJ 热电材料将为人类社会带来更多惊喜，为构建一个更加清洁、可持续的未来贡献力量！
