高性能n型柔性热电复合材料在可穿戴设备与智能建筑中的应用研究

《Composites Communications》：Application of high-performance n-type flexible thermoelectric composites based on single-walled carbon nanotubes in wearable devices and smart buildings

本综述重点介绍了基于单壁碳纳米管（SWCNTs）的高性能n型柔性热电复合材料的研究进展。通过将聚乙烯亚胺（PEI）与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚羟乙基甲基丙烯酸酯（PHEMA）等热塑性聚合物复合，显著提升了材料的塞贝克系数（Seebeck coefficient）、电导率（σ）和功率因子（PF = S2σ），同时增强了机械强度和柔韧性。该复合材料在自供电可穿戴电子设备（如人体运动监测传感器）和智能建筑（如墙体废热收集）中展现出广阔的应用前景，为可持续能源利用提供了新策略。

　　

亮点

n型掺杂与热电性能

已知对热电材料施加温差（ΔT）会导致电荷载流子从热端向冷端移动，从而产生静电势（ΔV）。塞贝克系数可表示为 S= ? ΔV/ ΔT。图2a展示了所制备薄膜的塞贝克电压与温度的关系。可以观察到，原始单壁碳纳米管薄膜的塞贝克电压随温度升高呈现正线性相关...

结论

总之，我们开发了一种包含单壁碳纳米管和PEI-PMMA（或PEI-PHEMA）聚合物的柔性n型热电复合材料。该聚合物兼具n型掺杂剂和机械性能增强剂的双重功能。这种同时兼顾电学和机械性能的多功能设计，被认为是开发实用可穿戴和建筑热电材料的关键策略。[59] 该复合材料实现了190.8 μW·m^?1·K^?2的最大功率因子（PF）...

CRediT作者贡献声明

Chunmei Gao： 写作-审阅与编辑，项目管理，资金获取。zhifu Chen： 可视化，监督。zhiyong Luo： 软件，资源。Jiye Xiao： 验证，形式分析，数据管理。Boyu zhao： 写作-初稿，软件，数据管理

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本报告的工作。

数据可用性

数据可根据要求提供。

致谢

我们衷心感谢国家自然科学基金（项目编号51973120）、广东省普通高校重点实验室项目（编号2023KSYS007）以及深圳大学（西丽校区）仪器分析中心的支持。