高性能碳纳米管/聚己内酯复合材料在可持续热能收集中的突破与应用

本研究报道了基于单壁碳纳米管（SWCNT）和可生物降解聚己内酯（PCL）的高性能热电器件，通过优化界面相互作用和能量过滤效应，显著提升热电性能，在90 wt.% SWCNT负载下实现439 μW m?1 K?2的功率因子和40.8 μV K?1的塞贝克系数，为可持续能源收集提供创新解决方案。

　　

通过开发基于单壁碳纳米管（SWCNT）与可生物降解聚己内酯（PCL）的复合材料，研究人员实现了热电性能的显著提升。该复合材料在90 wt.% SWCNT负载下获得439 μW m^?1 K^?2的功率因子，同时塞贝克系数达到40.8 μV K^?1。PCL与SWCNT之间良好的表面相容性和界面相互作用促进了大量PCL-SWCNT结的形成，从而产生有效的能量过滤效应。此外，超薄PCL层允许电荷隧穿障碍最小化，使电导率保持在2635 S cm^?1的高水平。基于该复合材料构建的柔性热电器件在30.8 K温差下实现了1.50 W m^?2的功率密度，展现出在高性能可持续热能收集领域的巨大潜力。