吳立明老師Acc. Chem. Res文章介紹
熱電材料可以直接將電能和熱能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，有望作為緩解能源短缺和環(huán)境污染問題提供有益的途徑。受材料熱穩(wěn)定性等因素限制，不同熱電材料適用于不同工作溫區(qū)。大多數(shù)廢熱源處于中溫區(qū)，因此中溫?zé)犭姴牧暇哂袕V泛的用途。
化學(xué)學(xué)院吳立明課題組基于電熱輸運(yùn)性質(zhì)微觀機(jī)制的研究，系統(tǒng)開展新穎熱電材料的理論與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究。近年來他們在對中溫N型熱電材料In4Se3體系詳細(xì)理論研究及結(jié)構(gòu)化學(xué)分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)利用In4Se3晶體結(jié)構(gòu)晶體學(xué)對稱性獨(dú)立位點(diǎn)的特殊取代特性實(shí)現(xiàn)熱電綜合性能提升的新途徑，并通過實(shí)驗(yàn)工作得到驗(yàn)證，獲得通過Pb/Sn共摻In4Se3多晶材料，其熱電優(yōu)值提升到1.4，燒結(jié)性能和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，有望進(jìn)入實(shí)用階段。由于該材料只含Pb約1%，與傳統(tǒng)中溫?zé)犭姴牧?/span>PbTe相比較，降低了重金屬Pb的環(huán)境污染問題（Adv. Mater. 2013，25, 4800–4806）。他們進(jìn)一步研究了如何通過完全無Pb摻雜，獲得高優(yōu)值Yb-In4Se3材料，通過第一性原理計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)Yb摻雜形成費(fèi)米能級釘扎及共振能級等現(xiàn)象（Acta Mater. 2015, 101, 16–21）。還系統(tǒng)研究了Se缺陷對晶格振動，聲子傳輸?shù)淖饔脵C(jī)制以及納米粒子有效散射聲子并降低晶格熱導(dǎo)率的機(jī)制（Inorg. Chem. Front. 2016, 3, 1566–1571; Inorg. Chem. 2014, 53, 5575–5580(邀請論文)）。
基于這些深入系統(tǒng)的晶體結(jié)構(gòu)–電子結(jié)構(gòu)–熱電性能關(guān)系研究工作，近期吳立明課題組應(yīng)邀在美國化學(xué)會Accounts of Chemical Research《化學(xué)研究評述》雜志（IF: 20.268）系統(tǒng)介紹他們在該領(lǐng)域的研究工作（Xin Yin, Jing-Yuan Liu, Ling Chen and Li-Ming Wu*. High Thermoelectric Performance of In4Se3-Based Materials and the Influencing Factors. Acc. Chem. Res. 2018 DOI: 10.1021/acs.accounts.7b00480）?；瘜W(xué)學(xué)院吳立明課題組2016級碩士生殷欣和劉靜遠(yuǎn)為該論文的共同一作。
此外，吳立明課題組還開展了系列熱電化合物新體系的原創(chuàng)性研究工作：Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436；Chem. Commun.2017, 53, 2590–2593；Chem. Mater. 2017, 29, 5259−5266；Chem. Asian J. 2017, 12, 453–458；Dalton Trans. 2017, 46, 14752–14756，29, 499–503；J. Mater. Chem. A 2014, 2, 2538–2543；Chem.-Eur. J. 2014, 20, 15401–15408. Nano Lett. 2013, 13, 5431–5436; Chem. Mater. 2010, 22, 4007–4018等。
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