碳纳米管高分子复合材料中的电热相互作用及应用研究

本项目组前期的研究发现，碳纳米管复合材料中存在着独特的电-热和热-电相互作用。可以由电信号激励产生快速电热致动反应，也存在一个通过特殊机制获得具有高性能新型热电材料的全新途径。不论是电-热还是热-电作用，都可以使碳纳米管复合材料表现出优异的新性能。这些性能如果加以深入研究和利用，可以使碳纳米管复合材料具有更重要更广阔的应用前景。这种独特性与碳纳米管特有的结构和性能有关，是碳纳米管复合材料所特有的。因此，研究碳纳米管复合材料中的电-热相互作用具有重要的科学意义和实际应用前景。而这一课题在国际上还是崭新的研究内容。本项目的目的就是在前期工作的基础上进一步发现碳纳米管复合材料中的电-热相互作用现象，认识其中电-热相互作用的规律，归纳总结理论并加以利用。

碳纳米管复合材料中存在着独特的电热和热电现象。在该项目支持下,我们分别对探讨碳纳米管复合材料中电致发热现象和规律，热电现象和规律，以及利用碳纳米管复合材料中的电热相互作用规律设计新型碳纳米管复合功能材料器件进行了研究。我们通过不懈努力，设计实现了全新的纳米管基高性能智能电热致动材料。在实现大变形、低电压驱动、和超快反应速度的基础上，我们构建了负重步行机器人，电热控制曲率的凸面镜（凹面镜）等器件。我们实际制备了新型的太阳能光热电转换装置。在自然光照射下，且不使用任何聚光器或集热器的情况下,单元器件的整体能量功率转换效率为2.1%。这项工作提供了一个可大规模应用的太阳能转换的简易方法。另外，在智能热流调控器件，新结构储能器件等方面都有重要创新进展。这些研究为碳纳米管复合材料开拓了更重要更广阔的应用前景。结合本项目发表在Nano Letter, ACS Nano, Nano Energy等SCI影响因子大于6的刊物上的标注论文(申请人为通讯作者)有10篇 ,申请专利多项。圆满完成了项目计划研究内容和预期成果。