??據(jù)外媒報(bào)道，東京首都大學(xué)（Tokyo Metropolitan University，將于2020年4月起將學(xué)校名稱變更為東京都立大學(xué)）的科學(xué)家們采用排列整齊的“金屬”碳納米管制成了一種裝置（熱電裝置），能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)化成電能，而且輸出功率比隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用純半導(dǎo)體碳納米管（CNT）制成的裝置要高。此種新設(shè)備無需再平衡半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和電壓，大大優(yōu)于同類產(chǎn)品，而且高功率的熱電裝置能夠?yàn)楦行У乩脧U熱鋪平道路。

（圖片來源：首都大學(xué)東京）

熱電裝置可以直接將熱能轉(zhuǎn)化成電能，在日常生活中，空調(diào)的廢氣、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)甚至是身體的熱量通常都被浪費(fèi)了，如果能夠回收此類能量并加以利用，則具有革命性意義，也在一定程度上推動(dòng)了可穿戴電子設(shè)備和光電子設(shè)備的發(fā)展，此類設(shè)備戴在皮膚上，由體溫提供能量，如身體熱能燈和智能手表等。

當(dāng)溫度形成梯度（有溫差）時(shí)，熱電裝置輸出的功率會(huì)受到該裝置的電導(dǎo)率和塞貝克系數(shù)（Seebeck coefficient，表示在一定溫差下產(chǎn)生的電壓）的影響。問題是，塞貝克系數(shù)與電導(dǎo)率之間存在一種此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，當(dāng)裝置的導(dǎo)電性增強(qiáng)時(shí)，塞貝克系數(shù)就會(huì)下降。為了產(chǎn)生更多的能量，需要改善這兩個(gè)方面。

半導(dǎo)體材料通常被認(rèn)為是高性能熱電裝置的最佳選擇，不過，首都大學(xué)東京Kazuhiro Yanagi教授領(lǐng)導(dǎo)的一支團(tuán)隊(duì)選擇了“金屬”CNT。與純半導(dǎo)體CNT不同，金屬CNT的電導(dǎo)率和塞貝克系數(shù)可以同時(shí)得到增強(qiáng)，從而打破了兩者之間此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證明，此種獨(dú)特的特性源于該材料的一維金屬電子結(jié)構(gòu)。此外，研究人員能夠調(diào)整該金屬CNT的方向，輸出的功率是隨機(jī)定向純半導(dǎo)體CNT的5倍。

高性能的熱電元件不僅能夠讓人們用體溫為智能手機(jī)提供動(dòng)力，還可以用于生物醫(yī)學(xué)，并在未來的日常生活中發(fā)揮重要作用。（作者： 余秋云）