由于電子裝置的普及，智能傳感器在監測和提供室内電氣安全警報方面備受關注。然而，如何精準、高效地識别各種室内電氣安全隐患，依然是科研人員亟待解決的難題。近日，深圳大學陳光明教授課題組研制出了一種具備熱電和光電雙功能響應的單壁碳納米管/聚（3-己基噻吩）（SWCNT/P3HT）複合材料。這種複合材料憑借其獨特的熱電和光電效應，相較于單一的熱電效應，顯著提升了輸出電壓。更重要的是，通過利用不同的熱傳遞方式下材料名義塞貝克系數的差異，能夠有效區分不同的熱傳遞方式，為智能傳感器的應用開辟了新的可能性。基于SWCNT/P3HT複合材料研發的室内智能傳感器，不僅能夠有效識别和監測電器過熱、火源等常見的室内電氣隐患，還能準确捕捉由空調引起的室内外溫差過大等潛在健康風險。研究成果為設計能夠精準識别熱傳遞方式的智能傳感器提供了新思路，為室内電氣安全隐患的智能實時監測提供了技術支援。
應期刊主編邀請，相關成果以“Distinguishing thermoelectric and photoelectric modes enables intelligent real-time detection of indoor electrical safety hazards”為題，發表在《Materials Horizons》的“慶祝英國皇家化學會會士科學成果”（Celebrating the scientific accomplishments of RSC Fellows）主題合集（Themed Collection）上。
原文連結：
https://doi.org/10.1039/D3MH02187D
圖1. SWCNT/P3HT複合薄膜的設計及SEM形貌表征
圖 2. SWCNT/P3HT複合薄膜的結構和光學表征
圖 3. SWCNT/P3HT複合薄膜的熱電性能和穩定性
圖 4. SWCNT/P3HT複合薄膜的熱電/光電協同效應
圖5. SWCNT/P3HT複合薄膜區分熱傳遞方式的工作原理
圖6. 基于SWCNT/P3HT複合薄膜的智能傳感器件在室内電氣安全隐患監測中的應用
該成果是陳光明教授課題組關于熱電器件與應用場景研究的最新進展之一，這項工作構想了基于區分熱電和光電效應的智能傳感器件在室内電氣隐患預警中的應用場景。這一研究不僅為熱電/光電多功能材料和器件的設計提供了一種新方法，檢測多種形式的熱傳遞，為智能家居的安全監測提供了技術支援。近十餘年來，陳光明教授團隊聚焦于有機/無機複合熱電材料與柔性器件研究，并探讨其在柔性與可穿戴電子、傳感和物聯網等領域的應用，取得了一系列重要研究成果。
*感謝論文作者團隊的大力支援。