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  近日，南方科技大學2014級本科生李其鍇作為第一作者在英國皇家化學協(xié)會旗下期刊《Journal of Materials Chemistry C》上發(fā)表關于利用LiTFSI離子液體協(xié)同提升經(jīng)典有機熱電材料PEDOT:PSS的機械性能和熱電性能的研究成果，并被選作內(nèi)封面發(fā)表。李其鍇大三時加入材料系劉瑋書副教授團隊，在劉瑋書指導下在本科階段完成了相關研究工作。

  近年來，隨著可穿戴電子和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，柔性熱電材料與器件在人體環(huán)境的應用受到越來越多的關注。有機材料給人以天生具備柔性的印象，因此成為柔性熱電材料的首選。導電聚合物PEDOT：PSS是近年來被廣泛關注的有機熱電材料，然而大多的研究僅關注其熱電性能方面的提升。

  李其鍇在前期的工作中發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)處理的PEDOT：PSS聚合物在成膜后反復彎曲不到十次循環(huán)就會出現(xiàn)明顯裂紋，完全無法滿足柔性熱電器件的要求。改善PEDOT：PSS薄膜的機械柔性成為首要任務。李其鍇在閱讀大量的文獻后，提出加入離子液體增加導電高分子鏈間相互作用力，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)機械性能的改善目的。在試驗過程中嘗試過多種離子液體，最終選定了表現(xiàn)較優(yōu)的LiTFSI。實驗結(jié)果出乎意料，新型的柔性有機熱電薄膜10000次循環(huán)后仍保持穩(wěn)定的電性能。此外，該LiTFSI/PEDOT:PSS復合柔性有機熱電薄膜的電學性能較未處理的PEDOT：PSS薄膜提高了近2個數(shù)量級，其功率因子達到75μW·m-1K-2,拉伸應變達到了20%以上。

圖1.離子液體協(xié)同優(yōu)化PEDOT:PSS的熱電及機械性能

  目前，發(fā)展兼具力學柔性和熱電性能的柔性熱電薄膜材料與器件已經(jīng)是劉瑋書副教授團隊的重要發(fā)展方向。劉瑋書副教授團隊相關研究成果已經(jīng)提交專利申請，并會被應用到新型的電子皮膚的溫覺仿真中。

  這一工作受到廣東省創(chuàng)新團隊和廣東省大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培育項目的支持。研究助理鄧滿姣，2016級碩士張雙猛對相關工作也有重要貢獻。李其鍇的研究得到了《Journal of Materials Chemistry C》審稿人的贊賞：

  “The authors fabricated Flexible films using PEDOT:PSS modulated by ionic liquid LiTFSI and hence obtained both improved mechanical properties and TE power factor. They give a noteworthy point of view that the practical flexibility needs to get attention for application of organic thermoelectric materials.”

  劉瑋書副教授特別對華南理工大學蔣慶林所參與的薄膜熱導率的測試表示感謝，他認為，科學技術(shù)的發(fā)展離不開協(xié)作，跨校合作對推動粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新有重要意義。

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c9tc00310j#!divAbstract