深圳大学陈光明/杜春雨《Materials Horizons》: 基于区分热电/光电效应的室内电气安全隐患智能实时监测研究

由于电子设备的普及，智能传感器在监测和提供室内电气安全警报方面备受关注。然而，如何精准、高效地识别各种室内电气安全隐患，依然是科研人员亟待解决的难题。近日，深圳大学陈光明教授课题组研制出了一种具备热电和光电双功能响应的单壁碳纳米管/聚（3-己基噻吩）（SWCNT/P3HT）复合材料。这种复合材料凭借其独特的热电和光电效应，相较于单一的热电效应，显著提升了输出电压。更重要的是，通过利用不同的热传递方式下材料名义塞贝克系数的差异，能够有效区分不同的热传递方式，为智能传感器的应用开辟了新的可能性。基于SWCNT/P3HT复合材料研发的室内智能传感器，不仅能够有效识别和监测电器过热、火源等常见的室内电气隐患，还能准确捕捉由空调引起的室内外温差过大等潜在健康风险。研究成果为设计能够精准识别热传递方式的智能传感器提供了新思路，为室内电气安全隐患的智能实时监测提供了技术支持。

应期刊主编邀请，相关成果以“Distinguishing thermoelectric and photoelectric modes enables intelligent real-time detection of indoor electrical safety hazards”为题，发表在《Materials Horizons》的“庆祝英国皇家化学会会士科学成果”（Celebrating the scientific accomplishments of RSC Fellows）主题合集（Themed Collection）上。

https://doi.org/10.1039/D3MH02187D

图1. SWCNT/P3HT复合薄膜的设计及SEM形貌表征

图 2. SWCNT/P3HT复合薄膜的结构和光学表征

图 3. SWCNT/P3HT复合薄膜的热电性能和稳定性

图 4. SWCNT/P3HT复合薄膜的热电/光电协同效应

图5. SWCNT/P3HT复合薄膜区分热传递方式的工作原理

图6. 基于SWCNT/P3HT复合薄膜的智能传感器件在室内电气安全隐患监测中的应用

该成果是陈光明教授课题组关于热电器件与应用场景研究的最新进展之一，这项工作构想了基于区分热电和光电效应的智能传感器件在室内电气隐患预警中的应用场景。这一研究不仅为热电/光电多功能材料和器件的设计提供了一种新方法，检测多种形式的热传递，为智能家居的安全监测提供了技术支持。近十余年来，陈光明教授团队聚焦于有机/无机复合热电材料与柔性器件研究，并探讨其在柔性与可穿戴电子、传感和物联网等领域的应用，取得了一系列重要研究成果。

*感谢论文作者团队的大力支持。