9月22日消息,据C&EN 9月21日报道,美国北卡罗来纳州立大学机械工程师Jun Liu、物理学家Dali Sun、北卡大学教堂山分校化学家Wei You与南京师范大学Jun Zhou等合作,开发出一种隔热性能超越所有已知致密固体的有机-无机杂化钙钛矿材料,成果发表于《科学·进展》(Sci. Adv. 2026,DOI: 10.1126/sciadv.aee5269)。
该材料为偶氮苯乙基铵碘化铅钙钛矿:有机组分采用含氮氮双键连接两个苯环的偶氮苯乙基铵,替代传统碳链或苯环有机基团,形成无序结晶结构。这种无序是动态的——分子运动使层间距改变或苯环扭转,持续散射声子、抑制热传递,构成与多孔泡沫/气凝胶中空气 pockets 完全不同的隔热机制。
性能方面,150纳米厚薄膜的导热系数仅0.04瓦/米·开,接近泡沫和气凝胶水平,但刚度高于这两类材料及绝大多数塑料;材料可印刷或喷涂形成刚性薄膜,便于在建筑表面、电池、太阳能板、望远镜等器件上构筑热屏障。卡内基梅隆大学机械工程师Jonathan Malen评价称,该设计规则还可催生无运动部件的有机杂化热电材料新门类,用于热管理定向导热。
材料含铅是其应用隐忧,研究团队认为可用锡替代铅——这种替换虽会牺牲太阳能电池所需的光电性能,但对以刚性隔热为目标的应用可以接受。该工作把钙钛矿材料的应用边界从光伏电池拓展到热绝缘领域,对电池热管理和电子器件散热具有工程参考价值。
(来源:C&EN)