金属有机框架（MOFs）是一类由金属阳离子和有机配体通过配位键相互连接而成的多孔结构的晶体配位化合物，通过组成与结构调节可有效实现电学和热学性能的优化，这使得 MOFs 在热电领域备受关注。然而大多数 MOFs 由于有机配体与金属离子之间的共轭作用有限以及轨道重叠不佳而表现出较差的电学性能；此外，由于其结构特殊，开发本征柔性的高性能MOFs热电材料仍是柔性热电领域的重大挑战之一，而这对于开发高性能柔性热电器件、实现柔性电子设计以及可穿戴应用至关重要。

图1. MOFs热电泡沫制备与表征

  近期，南开大学马儒军教授团队成功研制了一种兼具良好的柔性与延展性的MOF热电泡沫材料。该研究以Ni泡沫作为结构支撑基底，同时利用其作为配位金属离子（Ni）的天然来源，通过原位生长技术在其表面构建了镍铜金属有机框架（NiCu-MOF）结构。进一步采取表面接枝工艺，在NiCu-MOF表面修饰导电聚合物聚苯胺（PANI），最终制备出兼具良好热电性能与机械延展性的N型NiCu-MOF@PANI复合热电泡沫（图1）。经过系统优化，该材料展现出良好的热电性能：塞贝克系数高达 -53.1 μV?K^-1，电导率高达872.39 S?m^-1，热导率低至0.126 W?m^-1?K^-1。同时具备良好的拉伸和压缩形变能力，其综合性能优于已报道的N型MOF热电材料（图2）。得益于独特的延展特性，该材料可实现任意几何构型的设计，能够与各类异形热源形成良好界面接触，有效提升热能捕获效率，进而增强热电转换输出。例如，设计的热电手环能够有效收集人体热能（图3），产生的电能可用于自驱动信息转换与传递，在可穿戴医疗监测、信息加密等新兴领域展现出重要应用价值。该工作以“Highly Ductile N-Type Thermoelectric MOF-Based Foams”为题发表在国际知名期刊《ACS Nano》。团队博士生郭佳琪为论文第一作者、张鼎副教授为论文共同第一作者，该研究得到国家自然科学基金委、科学技术部以及天津市自然科学基金的支持。

图2. 热电性能表征与优化

图3. 可穿戴热电器件设计与应用

  该工作是马儒军教授团队近期关于高性能柔性热电材料结构设计与应用的最新进展之一。马儒军教授目前为南开大学材料科学与工程学院智能热管理实验室负责人，近年来在主动/被动制冷材料、柔性热电材料与器件、高性能柔性导热复合材料、能源转换材料与器件等多学科交叉领域取得了一系列重要的研究成果，并以通讯或第一作者发表在Science (2篇), PNAS, Nat. Commun. (3篇), Joule (2篇), Chem. Soc. Rev., Adv. Mater. (5篇), Energy  Environ. Sci., Adv. Energy Mater. (2篇), Nano Lett. (8篇), ACS Nano (3篇)等国际知名期刊上。实验室拥有先进的材料制备平台以及电学、热学等测试系统，并围绕国家重点研发计划项目等多项课题，展开新能源与智能热管理技术方向的研究。

  团队现诚招材料、化学、物理、电子等相关专业背景的博士后，欢迎有志之士将个人简历（pdf）发送至马儒军教授邮箱malab@nankai.edu.cn，邮件标题请注明:“应聘博士后+本人姓名+博士毕业院校”，对于符合要求并通过初审者，将会通知安排面试。招聘启事在岗位招满前有效。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c07273