我國科研團隊在塑性熱電材料領(lǐng)域取得新突破

科技日報記者 羅云鵬 通訊員 謝梁暉

11日，記者從哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）獲悉，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院教授張倩、毛俊團隊在塑性熱電材料領(lǐng)域取得新突破，發(fā)現(xiàn)鉍化鎂單晶在室溫下兼具出色塑性變形能力與優(yōu)異熱電性能。相關(guān)研究成果于10日發(fā)表在《自然》上。

熱電材料能夠利用澤貝克效應(yīng)和珀耳帖效應(yīng)，直接實現(xiàn)熱能與電能的相互轉(zhuǎn)換。

鉍化鎂單晶室溫塑性變形能力?？蒲袌F隊供圖

毛俊介紹，傳統(tǒng)高性能熱電材料多為無機半導(dǎo)體，材料往往在彎曲和拉伸狀態(tài)下易發(fā)生斷裂。與之相比，有機半導(dǎo)體通常具有良好的變形能力，但熱電性能普遍低于無機材料。

為解決這一難題，研究團隊制備出厘米級高品質(zhì)鉍化鎂單晶。團隊研究發(fā)現(xiàn)，鉍化鎂單晶在面內(nèi)方向壓縮應(yīng)變超過75%，拉伸應(yīng)變高達100%，這一數(shù)值相較傳統(tǒng)熱電材料高出一個數(shù)量級，且超過部分具有類似晶體結(jié)構(gòu)金屬材料（如鈦、鎂、鋯、鈷、鉿）。

“鉍化鎂單晶可以在室溫下輕松實現(xiàn)彎折、扭曲等多種類型的塑性形變。”張倩表示，“優(yōu)化后的鉍化鎂單晶在室溫下還表現(xiàn)出優(yōu)異的熱電性能，優(yōu)于目前的塑性半導(dǎo)體材料?！?/p>

另悉，該種塑性熱電材料將應(yīng)用于開發(fā)柔性熱電器件，主要面向人體體溫發(fā)電與體溫控制等應(yīng)用場景。