中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 近期，中國科學院金屬研究所邰凱平研究員課題組、劉暢研究員課題組與合作者研制出一種高性能碲化鉍/單壁碳納米管（Bi₂Te₃/SWCNT）柔性熱電材料。相關研究成果于11月19日在《Nature Materials》在線發(fā)表。

熱電材料是一種不需任何外力即可將熱能與電能相互轉換的綠色能源材料，可利用生活、生產(chǎn)中的廢熱發(fā)電，被廣泛應用于溫差電池供電、微系統(tǒng)芯片控溫制冷等領域。傳統(tǒng)的熱電材料如碲化鉍（Bi₂Te₃）由于在實際應用中無法緊密貼合具有復雜曲率變化的熱源表面（如熱源管道、人體體表等），導致熱量散失和較低的熱電轉化效率；同時也難以適應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)已成為本領域研究的重點和難點。

據(jù)介紹，此次研制出的復合材料具有良好的彎曲柔性與自支撐結構，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和轉移至各種類型的基底上，有利于靈活方便地制備各種結構的熱電器件，甚至可以通過靜電力等非接觸式方法操控該復合熱電材料。其熱電轉化效率與商用塊體脆性熱電材料性能相當，同時具有非常優(yōu)異的彎曲柔性力學性能，能滿足貼合任意曲率熱源的需求。同時，研究表明該復合材料的制備原理和技術在柔性半導體材料和器件領域具有廣泛的應用前景。

 Bi₂Te₃-SWCNT復合自支撐熱電薄膜材料生長結構示意圖 中國科學院金屬研究所供圖

Bi₂Te₃-SWCNT復合材料經(jīng)飛秒激光裁剪后呈現(xiàn)良好彎曲柔性和伸展性，表現(xiàn)出便捷的熱電器件制備和集成性能 中國科學院金屬研究所供圖