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  近日，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所林悅研究員團隊與國防科技大學(xué)陳晨、程海峰團隊聯(lián)合攻關(guān)，在國際知名期刊《Advanced Materials》上發(fā)表最新成果：他們借鑒塑料工業(yè)中常用的成核劑技術(shù)，通過在半結(jié)晶導(dǎo)電聚合物中引入極少量塑料添加劑，大幅提升了聚合物的熱電轉(zhuǎn)換效率。該方法為未來可穿戴設(shè)備、柔性電子和可持續(xù)能源的材料研發(fā)帶來了全新思路。

  導(dǎo)電聚合物在可穿戴電子、柔性傳感和綠色能源等領(lǐng)域一直備受關(guān)注，但其熱電性能,特別是功率因子，始終難以與傳統(tǒng)無機材料比肩。研究團隊選取半結(jié)晶導(dǎo)電聚合物聚(2,5-雙(3-烷基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)（PBTTT-C14），在其中僅添加 0.9wt% 的成核劑 N,N′-(1,4-苯基)雙異煙酰胺（PDA），便實現(xiàn)了材料性能的顯著躍升：結(jié)晶度提升 45%，電導(dǎo)率增大 96%（高達 1,894 S cm?1），熱電功率因子更是提升 433%（達到 176 μW m?1 K?2），性能表現(xiàn)令人矚目�！斑@一研究證明，我們并不需要依賴機械拉伸或復(fù)雜工藝來控制半導(dǎo)體聚合物的微觀結(jié)構(gòu)，”該項目通訊作者林悅研究員表示，“在傳統(tǒng)塑料工業(yè)的工程化加工手段中，凝結(jié)了歷代工程師的經(jīng)驗和智慧。我們發(fā)現(xiàn)，向半導(dǎo)體材料體系中引入類似的成核劑方法，可有效調(diào)控晶體結(jié)構(gòu)，從而大幅提升導(dǎo)電性能。成核劑技術(shù)簡單易行，添加劑本身成本低廉、易于獲取，這為有機熱電材料的規(guī)�；c產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)�！�

  這一突破為高性能導(dǎo)電聚合物在柔性電子、智能紡織品、便攜式能源設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用打開了新局面。相比于傳統(tǒng)無機熱電材料，導(dǎo)電聚合物具有輕質(zhì)、柔韌、低成本、環(huán)保等優(yōu)勢，尤其適宜可穿戴式設(shè)備和柔性傳感器等應(yīng)用場景。聯(lián)合團隊表示，下一步將繼續(xù)探索其他類型的成核劑，進一步優(yōu)化材料性能，并推動其在柔性電子、新能源器件等方向的潛在產(chǎn)業(yè)化落地。

  該項目獲得國家自然科學(xué)基金、閩都創(chuàng)新實驗室、國防科大創(chuàng)新基金等的支持。近年來，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所林悅團隊在熱輸運物理學(xué)及高性能熱學(xué)功能材料領(lǐng)域已取得系列進展，相關(guān)成果發(fā)表于：Newton. 2025, 1, 100008；Adv. Funct. Mater. 2024, 2419776；Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2402276；ACS Materials Lett. 2024, 6, 4351?4359；Nano Lett. 2023, 23, 3352?3361

  論文信息：Chen Chen, Yue Lin* et al., Boosting Thermoelectric Performance of Semicrystalline Conducting Polymers by Simply Adding Nucleating Agent, Advanced Materials, 2025. DOI: 10.1002/adma.202417594

  https://doi.org/10.1002/adma.202417594

通訊作者簡介：

  林悅，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，研究員，博士生導(dǎo)師

  ·主要研究方向：熱學(xué)功能材料，包括復(fù)雜材料體系的熱輸運物理學(xué)、功能納米復(fù)合材料設(shè)計與制備、以及先進芯片熱管理材料及系統(tǒng)集成

  ·迄今在Adv. Mater.、Newton、Energy Environ. Sci.等具有國際影響力的學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究論文30余篇。同時，擁有已授權(quán)國際專利30余件，2個專利集群成功轉(zhuǎn)讓國內(nèi)外知名公司，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

  ·獲國家高層次青年人才計劃 (2022)、福建省自然科學(xué)基金“杰出青年”基金 (2022)、福建省“百人計劃” (2020)、歐盟“瑪麗居里全球?qū)W者計劃 （Marie Curie Global Fellowship）”(2018)等項目支持。

課題組招生與聯(lián)系方式

• 課題組網(wǎng)站：http://www.fjirsm.ac.cn/ly/

  
  

• 長期招收高分子材料、凝聚態(tài)物理、工程熱物理、集成電路相關(guān)優(yōu)秀碩士、博士、博士后、以及崗位科研人員，歡迎有意向者積極聯(lián)系課題組。

  
  

• 已畢業(yè)碩士生 2/3 在中科院 SCI 分區(qū)一區(qū)頂級期刊上發(fā)表論文，并獲得京東方、中國科學(xué)院蘭州化物所、三環(huán)集團、國家管網(wǎng)集團等頭部單位的錄用通知，年薪最高可達30w+。

  林悅課題組期待更多有志于熱學(xué)功能材料、先進熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)以及前沿芯片熱管理的優(yōu)秀人才加入，共同推動學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的協(xié)同發(fā)展。