近十年来，聚合物热电（TE）复合材料在解决能源产生和利用方面取得了爆炸性的成就。除了在增强热塑性弹性体的性能方面取得了重大进展外，其高的机械性能也越来越受到人们的重视，在复杂环境中的实际应用具有重要意义。然而，机械性能的提高总是以牺牲TE性能为代价，反之亦然。
近日，深圳大学陈光明特聘教授，Yichuan Zhang报道了一种同时具有高TE和高机械性能的PEDOT：PSS/PVA/SWCNT复合材料柔性薄膜的制备策略。
文章要点
1）得益于其水溶性，聚乙烯醇（PVA）作为阻燃剂使其与PEDOT：PSS形成均一的水溶液，并且由于其高极性而与PEDOT：PSS有很好的相容性。
2）研究人员采用了离子液体（IL），1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺，其基础是：i）阴离子作为PEDOT的有效掺杂剂；ii）咪唑离子组分与π-电子SWCNT表面的特异性相互作用促进了SWCNT的分散；iii）IL阴离子中的氟基团具有很高的电负性，可以与其他聚合物组分形成氢键。
3）通过PVA粘结剂和IL的三重作用，PEDOT：PSS/PVA/SWCNT复合材料在室温下表现出106.1±8.2 µW m−1 K−2的高PF值，更重要的是复合材料具有高的机械性能，其拉伸模量和断裂强度分别可达4.2±0.5 GPa和133.4±10.6 MPa。这种PF值超过100 µW m−1 K−2的高强度聚合物TE复合材料在现有的文献中尚未报道。
本工作为解决PEDOT：PSS材料和PEDOT：PSS基复合材料长期存在的机械性能较差的难题提供了一条有希望的解决途径。
参考文献
Zhipeng Li, et al, Mechanically Robust and Flexible Films of Ionic Liquid-Modulated Polymer Thermoelectric Composites, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202104836
https://doi.org/10.1002/adfm.202104836
