據美國《每日科學》網站5月5日報道，熱（rè）電材料（liào）是一種能將熱能和電能相互轉換的功能材料，目前的有機半導體熱電材料的熱電轉化效率一（yī）般比較低。美國科學家最新發（fā）現了一種方法，將（jiāng）目前表現最好的有機半（bàn）導體熱電（diàn）材料的效率提高了70%。研究發（fā）表在（zài）5月（yuè）5日出版（bǎn）的（de）《自然（rán）?材料學》雜誌上。

      現在最高效的熱電材（cái）料一般由鉍、碲、硒等（děng）相對來說比較少見的無機半導體組成，這些元素昂貴、易碎，而且有（yǒu）些還有毒。有機（jī）半（bàn）導（dǎo）體不僅便宜、儲量豐富而且輕便、堅（jiān）固，但一直以來，這類熱電材料在熱?電轉化過程中的表現差強人意。無機半導體熱電材（cái）料的熱電（diàn）轉化效率幾乎是有機半導（dǎo）體熱電材料的4倍（bèi）。

      科學家們一般用“性能（néng）指數”這一值來反映材料的熱電轉化效率。目前（qián），在室溫下，最高（gāo）效的無機熱電材料的“性能指數”接近（jìn）1；而有機半導體熱電材料的“性能指數”僅為（wéi）0.25。

      現在，科學家們將最好的（de）有（yǒu）機半（bàn）導體熱（rè）電材料聚3,4-亞乙二氧基（jī）噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）的“性能指數”提高了70%，達到0.42，為目前最好的無機半導體熱電材料的一半。

      PEDOT:PSS由PEDOT和PSS兩種物質構成，PEDOT是EDOT（3，4-亞乙二氧噻吩單體）的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸（suān）鹽。PEDOT:PSS以（yǐ）前被用作有（yǒu）機發光二極管（OLED）、有機太（tài）陽能電池等設備的透明電極；也被用來做膠片等材料的防（fáng）靜電劑。

      科學家們一般采用摻雜（zá）這一過程來增加材料的（de）導電能力，當朝某種材料添加攙雜劑時，摻（chān）雜（zá）劑就給主（zhǔ）材料提供了電載體，每個添加進去的電載體都能增強（qiáng）原材料的導電能力。然（rán）而，當在（zài）PEDOT中摻雜PSS時，實際上隻有很少量的PSS同PEDOT結合，其餘的PSS分子並沒有離子化，化學活性也不（bú）強。研究人員發現，這些過量的PSS分子會顯（xiǎn）著抑製PEDOT:PSS的導電能力和熱電性能。

      該研究的領導者、密（mì）歇根大學機械工（gōng）程、電子工程和計（jì）算機副教授凱文?派普表示：“不活（huó）躍的（de）PSS分子會進一步將PEDOT分子推開，使電子更難（nán）在PEDOT分（fèn）子之間跳躍。離子化的PSS分（fèn）子會提高PEDOT:PSS的（de）導（dǎo）電性，而沒有（yǒu）離子化的PSS分子則會（huì）降低其導電性。”

      為了提高PEDOT:PSS的（de）熱電（diàn）效率，科學家們在納米（mǐ）尺度對這種材料的（de）結構進行了調整，也使用了一些溶劑將那些未被離子（zǐ）化的PSS分子從該材料中移（yí）走，從而顯著提（tí）高了其導電能力和熱電（diàn）轉化效率。

      這種特殊的有（yǒu）機熱電材料（liào）將在溫度達到250華氏度（約121攝氏度）時開始工作。派普表（biǎo）示：“最新技術有望讓（ràng）我們製造（zào）出一種柔性薄片，能包裹（guǒ）某（mǒu）個熱物體來發電或者製冷。”