我國響應(yīng)性聚合物柔性能量轉(zhuǎn)換器研究獲系列進(jìn)展

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員合作，利用響應(yīng)性聚合物，設(shè)計(jì)了由濕度驅(qū)動(dòng)且利用磁場(chǎng)控制運(yùn)動(dòng)方向的柔性“牽引機(jī)”。

多元醇摻雜的聚吡咯薄膜對(duì)濕度具有靈敏的響應(yīng)性能，在濕度的驅(qū)動(dòng)下能夠作出連續(xù)的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。研究人員利用聚吡咯薄膜的這一響應(yīng)特性，通過在薄膜中摻入磁性納米粒子，設(shè)計(jì)了濕度驅(qū)動(dòng)的柔性“牽引機(jī)”，而外界磁場(chǎng)能夠有效控制薄膜的運(yùn)動(dòng)方向。這種柔性驅(qū)動(dòng)器可以有效地將環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，并可運(yùn)輸貨物至目的地。

此外，基于對(duì)溫度具有響應(yīng)性的聚合物——聚偏氟乙烯，研究人員設(shè)計(jì)了水汽驅(qū)動(dòng)的熱釋電納米發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)利用水蒸氣的冷凝放熱和蒸發(fā)吸熱實(shí)現(xiàn)熱釋電材料的溫度快速波動(dòng)，無需額外耗電設(shè)備，供電性能好，可獲得高達(dá)145V的輸出電壓，并可以持續(xù)驅(qū)動(dòng)低功耗的電子器件，如電子表等。作為一種柔性能源轉(zhuǎn)換器件，其還能夠有效收集環(huán)境中的廢熱，轉(zhuǎn)化為電能用于發(fā)電。 (合物院)