據美國（guó）物理學家組織網近日報道，美國維克森林大學和其他研究機構最近共同（tóng）研究出一種新型有機熱（rè）電纖維，能大大提高材料的輸出功率並降低成本。相關論文發表在最近的《納米快報》上。

　　幾十年前人們就已開（kāi）始研究熱電材料並已（yǐ）實現了商業化應用（yòng），但（dàn）傳統方法是用碲化鉍等無機材料製造（zào）。一些新（xīn）研究（jiū）顯示，有機材料可能有成本更低、製造容易、靈活柔韌等更多優點。不過迄今為止，有機（jī）材（cái）料的性能仍（réng）不如無機材料（liào），比如用柔性熱電材料做（zuò）成腕表，通過體溫和外界環境溫（wēn）差來充電，如果用現在的碳納米管/聚（jù）合物複合材料（liào）製造的話（huà），那需要500平方厘米的纖維，比普（pǔ）通的腕表要大50倍。

　　研究人員（yuán）解釋（shì）說，高性能熱（rè）電纖維的關鍵問題是在材料兩麵產生大的溫差，由於碳納米管/聚合物複合材（cái）料非常（cháng）薄，其表麵垂直溫差就很有限（xiàn）；而新材料稱為“電氈（zhān）”，是一種（zhǒng）多層碳納米管/聚合物複合材料，電輸出功率比以前大大（dà）提高（gāo）。

　　“電（diàn）氈”由幾百層導熱和絕熱薄膜交替（tì）構成，導熱材料中含有碳納米（mǐ）管，絕熱材料由聚合物構成，每層的厚度僅25微米到40微米。層與層之間平行排列，使溫差呈（chéng）梯度（dù）漸變。由於塞貝克（kè）效應，電子或空穴會從（cóng）熱的一邊遷移到冷的一邊，這（zhè）就將（jiāng）溫差轉化為電壓。總電壓等於每層（céng）電壓的和，所以增加層數就相當於串聯電源增加（jiā）電壓，而層數隻受到（dào）熱源所能產生（shēng）的總體溫差的限製。在新研（yán）究中，熱源的溫（wēn）度限製在117℃，達到或超過這一（yī）溫度，聚合物會變形。

　　他們演示了一塊由72層纖維製作的“電氈”，在溫差為50℃時，能產生137納瓦的最大功率。理論上功率還能再提高，如用300層纖（xiān）維（wéi）產生100℃溫差（chà），輸出功率將達到5毫瓦。

　　“目前做腕表材料的話，用這種纖維（wéi）隻（zhī）要10平方厘米就夠了。而且薄膜層數越（yuè）多(它們可以極薄)，小麵積內的功率就越高（gāo）。我（wǒ）們現在的材（cái）料還沒達到最優化，還能造出功率更高的材料。”維克森林大學納米技術中（zhōng）心大衛?卡洛說，如果大規模地生（shēng）產（chǎn）多層碳納米管/聚合物複合（hé）材料，用它們發電成本可以降到每瓦1美元，而且很（hěn）容易生產（chǎn）。相比（bǐ）之下，碲化鉍等（děng）熱（rè）電材料的發（fā）電成本（běn）為每瓦7美元。

　　大規模生產這種材料就能以（yǐ）較低成本大量發電，在收集能量方麵比其（qí）他方法更有（yǒu）成本競（jìng）爭力（lì）。“這種材料的（de）用途很廣，且電流輸出功率很容易調節。如果需要更高功率，隻需簡單（dān）地換個更大麵積的。”卡洛說（shuō）。

　　研究人員預測，除（chú）了製作腕表（biǎo），低成本（běn）有機熱電纖維還可用於服裝，比如做冬天穿的夾克的內襯，利用體熱和戶（hù）外（wài）溫（wēn）差給ipods等電子產品充電。此外，這種“電氈”還能用於回收利用汽（qì）車廢熱、提高燃（rán）料裏程（chéng）、作（zuò）為座椅內襯輔助給交通工具充電、安裝（zhuāng）在屋（wū）頂板下麵幫助減少房屋耗電量等。