近日，中国科学院福建物质结构研究所林悦研究员团队与国防科技大学陈晨、程海峰团队联合攻关，在国际知名期刊《Advanced Materials》上发表最新成果：他们借鉴塑料工业中常用的成核剂技术，通过在半结晶导电聚合物中引入极少量塑料添加剂，大幅提升了聚合物的热电转换效率。该方法为未来可穿戴设备、柔性电子和可持续能源的材料研发带来了全新思路。

  导电聚合物在可穿戴电子、柔性传感和绿色能源等领域一直备受关注，但其热电性能,特别是功率因子，始终难以与传统无机材料比肩。研究团队选取半结晶导电聚合物聚(2,5-双(3-烷基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)（PBTTT-C14），在其中仅添加 0.9wt% 的成核剂 N,N′-(1,4-苯基)双异烟酰胺（PDA），便实现了材料性能的显著跃升：结晶度提升 45%，电导率增大 96%（高达 1,894 S cm?1），热电功率因子更是提升 433%（达到 176 μW m?1 K?2），性能表现令人瞩目。“这一研究证明，我们并不需要依赖机械拉伸或复杂工艺来控制半导体聚合物的微观结构，”该项目通讯作者林悦研究员表示，“在传统塑料工业的工程化加工手段中，凝结了历代工程师的经验和智慧。我们发现，向半导体材料体系中引入类似的成核剂方法，可有效调控晶体结构，从而大幅提升导电性能。成核剂技术简单易行，添加剂本身成本低廉、易于获取，这为有机热电材料的规模化与产业化奠定了基础。”

  这一突破为高性能导电聚合物在柔性电子、智能纺织品、便携式能源设备等领域的应用打开了新局面。相比于传统无机热电材料，导电聚合物具有轻质、柔韧、低成本、环保等优势，尤其适宜可穿戴式设备和柔性传感器等应用场景。联合团队表示，下一步将继续探索其他类型的成核剂，进一步优化材料性能，并推动其在柔性电子、新能源器件等方向的潜在产业化落地。

  该项目获得国家自然科学基金、闽都创新实验室、国防科大创新基金等的支持。近年来，中国科学院福建物质结构研究所林悦团队在热输运物理学及高性能热学功能材料领域已取得系列进展，相关成果发表于：Newton. 2025, 1, 100008；Adv. Funct. Mater. 2024, 2419776；Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2402276；ACS Materials Lett. 2024, 6, 4351?4359；Nano Lett. 2023, 23, 3352?3361

  论文信息：Chen Chen, Yue Lin* et al., Boosting Thermoelectric Performance of Semicrystalline Conducting Polymers by Simply Adding Nucleating Agent, Advanced Materials, 2025. DOI: 10.1002/adma.202417594

  https://doi.org/10.1002/adma.202417594

通讯作者简介：

  林悦，中国科学院福建物质结构研究所，研究员，博士生导师

  ·主要研究方向：热学功能材料，包括复杂材料体系的热输运物理学、功能纳米复合材料设计与制备、以及先进芯片热管理材料及系统集成

  ·迄今在Adv. Mater.、Newton、Energy Environ. Sci.等具有国际影响力的学术期刊上发表研究论文30余篇。同时，拥有已授权国际专利30余件，2个专利集群成功转让国内外知名公司，实现产业化。

  ·获国家高层次青年人才计划 (2022)、福建省自然科学基金“杰出青年”基金 (2022)、福建省“百人计划” (2020)、欧盟“玛丽居里全球学者计划 （Marie Curie Global Fellowship）”(2018)等项目支持。

课题组招生与联系方式

• 课题组网站：http://www.fjirsm.ac.cn/ly/

  
  

• 长期招收高分子材料、凝聚态物理、工程热物理、集成电路相关优秀硕士、博士、博士后、以及岗位科研人员，欢迎有意向者积极联系课题组。

  
  

• 已毕业硕士生 2/3 在中科院 SCI 分区一区顶级期刊上发表论文，并获得京东方、中国科学院兰州化物所、三环集团、国家管网集团等头部单位的录用通知，年薪最高可达30w+。

  林悦课题组期待更多有志于热学功能材料、先进热能转换技术以及前沿芯片热管理的优秀人才加入，共同推动学术研究与产业应用的协同发展。