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  金屬有機框架（MOFs）是一類由金屬陽離子和有機配體通過配位鍵相互連接而成的多孔結構的晶體配位化合物，通過組成與結構調節可有效實現電學和熱學性能的優化，這使得 MOFs 在熱電領域備受關注。然而大多數 MOFs 由于有機配體與金屬離子之間的共軛作用有限以及軌道重疊不佳而表現出較差的電學性能；此外，由于其結構特殊，開發本征柔性的高性能MOFs熱電材料仍是柔性熱電領域的重大挑戰之一，而這對于開發高性能柔性熱電器件、實現柔性電子設計以及可穿戴應用至關重要。

圖1. MOFs熱電泡沫制備與表征

  近期，南開大學馬儒軍教授團隊成功研制了一種兼具良好的柔性與延展性的MOF熱電泡沫材料。該研究以Ni泡沫作為結構支撐基底，同時利用其作為配位金屬離子（Ni）的天然來源，通過原位生長技術在其表面構建了鎳銅金屬有機框架（NiCu-MOF）結構。進一步采取表面接枝工藝，在NiCu-MOF表面修飾導電聚合物聚苯胺（PANI），最終制備出兼具良好熱電性能與機械延展性的N型NiCu-MOF@PANI復合熱電泡沫（圖1）。經過系統優化，該材料展現出良好的熱電性能：塞貝克系數高達 -53.1 μV?K^-1，電導率高達872.39 S?m^-1，熱導率低至0.126 W?m^-1?K^-1。同時具備良好的拉伸和壓縮形變能力，其綜合性能優于已報道的N型MOF熱電材料（圖2）。得益于獨特的延展特性，該材料可實現任意幾何構型的設計，能夠與各類異形熱源形成良好界面接觸，有效提升熱能捕獲效率，進而增強熱電轉換輸出。例如，設計的熱電手環能夠有效收集人體熱能（圖3），產生的電能可用于自驅動信息轉換與傳遞，在可穿戴醫療監測、信息加密等新興領域展現出重要應用價值。該工作以“Highly Ductile N-Type Thermoelectric MOF-Based Foams”為題發表在國際知名期刊《ACS Nano》。團隊博士生郭佳琪為論文第一作者、張鼎副教授為論文共同第一作者，該研究得到國家自然科學基金委、科學技術部以及天津市自然科學基金的支持。

圖2. 熱電性能表征與優化

圖3. 可穿戴熱電器件設計與應用

  該工作是馬儒軍教授團隊近期關于高性能柔性熱電材料結構設計與應用的最新進展之一。馬儒軍教授目前為南開大學材料科學與工程學院智能熱管理實驗室負責人，近年來在主動/被動制冷材料、柔性熱電材料與器件、高性能柔性導熱復合材料、能源轉換材料與器件等多學科交叉領域取得了一系列重要的研究成果，并以通訊或第一作者發表在Science (2篇), PNAS, Nat. Commun. (3篇), Joule (2篇), Chem. Soc. Rev., Adv. Mater. (5篇), Energy  Environ. Sci., Adv. Energy Mater. (2篇), Nano Lett. (8篇), ACS Nano (3篇)等國際知名期刊上。實驗室擁有先進的材料制備平臺以及電學、熱學等測試系統，并圍繞國家重點研發計劃項目等多項課題，展開新能源與智能熱管理技術方向的研究。

  團隊現誠招材料、化學、物理、電子等相關專業背景的博士后，歡迎有志之士將個人簡歷（pdf）發送至馬儒軍教授郵箱malab@nankai.edu.cn，郵件標題請注明:“應聘博士后+本人姓名+博士畢業院校”，對于符合要求并通過初審者，將會通知安排面試。招聘啟事在崗位招滿前有效。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c07273