助力塑料实现温差发电 中国科学家研制热电新材料获重要进展

发布时间:2024-09-10 17:48:35 来源: sp20240910

   中新网 北京7月25日电 (记者 孙自法)塑料能发电吗?如何发电?这一材料科学前沿和最具挑战方向之一的问题,长期以来备受关注。中国科学家最新研究提出并构建了聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料,有望大幅提升材料的热电性能,从而为利用塑料实现高效温差发电提供了全新思路。

本项研究成果中,PMHJ结构的设计思想与相关表征结果。中国科学院化学所/供图

  这项打破现有高性能聚合物热电材料不依赖热输运调控的认知局限、为塑料基热电材料领域的持续提升提供新路径的重要材料研究进展,由中国科学院化学研究所朱道本院士和狄重安研究员团队、北京航空航天大学赵立东教授团队以及中外另7个团队合作完成,北京时间7月24日夜间,相关成果论文在国际著名学术期刊《自然》上线发表。

  为何研究

  研究团队介绍说,导电聚合物不但具有和传统塑料类似的柔性、易加工性和低成本等特点,还可以通过分子设计和化学掺杂携带电荷,从而表现出导电性。更神奇的是,很多导电聚合物可作为热电材料,即当在聚合物薄膜上施加温度差时,材料两端就会产生电动势(塞贝克效应);而当在材料两端构建导电回路并施加电压时,导电塑料薄膜的两端也会产生温度差(帕尔贴效应)。

  基于这些现象,人们可以利用轻质与柔软的塑料来实现温差发电,发展贴附式和可穿戴的绿色能源;也有望将其编织成塑料纤维,变成可以控制温度的服装。不过,这些功能的实现都需要发展高性能的聚合物热电材料。

  有何难点

  研究团队指出,高性能热电材料应具备高塞贝克系数、高电导率和低热导率,而理想的模型就是“声子玻璃-电子晶体”模型。具体来说,材料需要像玻璃一样阻挡热量(声子)传导,但又像晶体一样允许电荷自由移动,也就是让声子“寸步难行”而让电荷“畅通无阻”。

  科学界普遍认为,聚合物具有“声子玻璃”特征,从而具有本征低热导率。但实际上,很多高电导聚合物薄膜具有有序分子排列的结晶区,和理想的“声子玻璃”有很大差异,直接制约了聚合物热电性能的提高。

  在过去十余年中,科学家利用分子创制、组装和掺杂调控聚合物薄膜的塞贝克系数、电导率及其制约关系,但其热电优值远低于商品化热电材料的性能,这一困境直接制约了塑料基热电材料领域的发展。

  如何突破

  为破解热电材料的性能困境制约,合作团队研究提出并构建了新型的PMHJ热电材料,具体而言,就是利用两种不同的聚合物构建周期有序的纳米结构,其中每种聚合物的厚度均小于10纳米,两种材料的界面约为2个分子层的厚度,并且界面层内部呈现体相混合的特征。

  这一纳米限域的结构不但可以保证有效的电荷传输,同时可以高效散射声子与类声子传播。也就是说,PMHJ薄膜相对普通聚合物薄膜更接近“声子玻璃-电子晶体”模型,有望大幅提升材料的热电性能,从而为高性能塑料基热电材料的研究提供全新思路。

  在中外科学家之前研发出两种聚合物、交联剂等相关成果基础上,研究团队构筑具有不同结构特征的PMHJ薄膜。进一步通过系统实验及与理论合作研究,研究团队揭示出其热导率的尺寸效应和界面漫反射效应,并推动达到商品化材料的室温区热电性能水平,直接带动塑料基热电材料步入新的时代。此外,PMHJ结构具有优异的普适性,其加工方式与溶液法制备技术兼容,在柔性供能器件方面具有重要应用潜力。

  研究团队展望说,以PMHJ热电材料研究取得重要进展为契机,人们对未来“用体温为手机充电,让篝火成为野营的电力之源……”等美好愿景,也许在不久后就会成为现实:通过热电塑料和温差的“邂逅”,能够产生各种“触手可及”的清洁能源,实现所有相关的奇思妙想。(完)

【编辑:田博群】

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贝亲首次亮相第六届进博会   - 2023海丝华文媒体发展论坛暨华媒福建行启动

贝亲首次亮相第六届进博会  

发布时间:2024-09-10 17:48:36 来源: sp20240910

原标题:首次亮相第六届进博会,贝亲将爱的呵护传递千家万户

11月5日至10日,以“新时代 共享未来”为主题的第六届中国国际进口博览会在上海国家会展中心盛大举行。据悉,本次进博会汇聚了来自120多个国家的3000多家企业,为大众展示科技创新、优势产业、投资环境等领域高质量发展的最新成果。基于对母婴品类的关注度和需求提升,今年进博会首次在消费品展区新增“母婴护理及生活用纸”品类,国际母婴用品专家贝亲受邀首次参展,携旗下众多明星产品亮相6.1消费品展馆。

贝亲展台六大展区聚焦“爱”的理念,打造对宝宝更温暖的世界

展会现场,以“贝”爱的礼物为主题,贝亲在展台顶部运用轻盈灵动的软膜材质,结合贝亲品牌色打造成心型的丝带,将展台的整体造型呈现为一个逐渐被打开的“礼盒”。历史发展墙、成长学饮新品区、洗护/纸品区、奶瓶/婴儿辅食区、可持续发展区、互动打卡区六大展区分布其中,让真诚、爱意与温暖的舒适感溢满空间,吸引众多参展观众驻足。

据贝亲展区相关负责人介绍,贝亲在品牌展厅的每一处设计,都希望传递“爱”的理念,全力打造对宝宝更温暖的世界。譬如,展馆立面结合贝亲Celebrate Wave的特点,让每一面呈现不同的视觉效果,象征贝亲用心呵护每个宝宝的不同个性。此外,洗护系列产品展示台采用了“时间胶囊”的载体形态,表达了产品广泛适用于从0岁婴儿到3岁以上的幼童,并且在上下灯光的聚焦下,让经典产品跃然而出,给人活力感的同时也保留了惊喜。而展台C位的可持续发展区“彩虹地球”,更是以贝亲回收奶瓶来源的PPSU材料颗粒填满一条条的惊喜“彩虹”,让观展人员近距离感受到贝亲可持续发展模式的魅力。

产品互动引爆展区热度,贝亲以可持续发展印刻美好

此次进博会不仅是贝亲创新理念成果的输出,更是对落地产品的多元展示。据了解,贝亲此次参展的产品涵盖了哺喂、洗护、食品、纸巾等多个母婴用品领域。另外,贝亲将易回收易再生的设计理念运用在产品设计和包装中,如100%植物来源的纸巾、来源于甘蔗,用后可堆肥的学饮大师水杯外盒,采用100%再生塑料制成的面霜罐体等,在为儿童健康成长保驾护航的同时,也致力于自然共生社会的实现。贝亲始终都在践行“为下一代宝宝们留下一个富足的地球”的可持续承诺。

首次参加进博会,贝亲也通过能源管理、回收利用建筑材料和碳抵消的方式,打造了零碳展馆,进一步践行企业绿色低碳发展的理念。贝亲的进博会展台也获得了知名第三方机构SGS颁发的“零碳展台”证书。

不仅如此,贝亲还在现场与中国绿化基金会达成了植树项目的意向签约,这是继今年3月贝亲加入“百万森林计划-沙漠锁边林”公益项目以来,又一次的合作升级,贝亲将捐赠60万元,在未来的3年种植6万棵树,助力防治荒漠化,保护我们美丽的家园。

此外,贝亲还在展台特别设置了观众打卡的互动环节,为宝宝献上成长祝福。每位观众都可以在此写下一句温暖而走心的祝福语,通过贝亲的即时拍摄,将笑脸照和祝福语贴上“成长树”,让爱与美好延续。

首次参展致敬初心,深入中国市场本土化建设

贝亲自2002年正式进入中国,已深耕中国市场20余年,拥有上海外高桥、上海青浦和江苏常州3家工厂,并在上海设立了研发中心,具备强大的品牌实力。贝亲工厂引进了国外先进的生产流水线,严格按照PQS(Pigeon Quality Standard)执行管理。研发部门拥有数百平方米的物理实验室、化学实验室、微生物实验室等,并配置了几十台先进的试验设备和一支力量雄厚的研发队伍。贝亲持续以规范、专业、安全的研发与生产模式及先进的制造技术缔造高品质产品,为中国母婴消费者带来健康守护。

首次参展进博会,对贝亲来说意义非凡。随着中国开放的大门“越开越大”,如今的进博会,已成为中国构建新发展格局的窗口、推动高水平开放的平台、全球共享的国际公共产品。在此背景下,贝亲的加入将高度赋能自身的同时加强与其它优势资源的联合,为其中国市场的本土化升级带来更多机遇。

谈到此次参展的初衷,贝亲周剑峰表示,贝亲很荣幸受进博局的邀请首次参展,希望借助进博会这一国际展示的大平台,依托中国主流媒体的强力关注,与国内外市场进行沟通,展示产品、理念,进一步让消费者感受到贝亲对中国市场的重视、对中国万千家庭的关爱,也同步用脚踏实地的行动巩固贝亲全球母婴用品专家的形象。

挚爱天生,爱的传递。参展此次进博会是贝亲全球化发展战略之中国区域布局中的重要一步。贝亲方面表示,立足中国市场,未来,贝亲将以更多样的形式,关注中国宝宝的未来成长,全力为其创造可持续发展的绿色空间,将爱的呵护传递给千家万户。

(责编:曹淼、杨迪)