摘要：

热电材料作为实现热能和电能高效转换的关键材料，对于可再生能源利用和能源高效管理至关重要。然而，具有高负热电系数的材料相对较少。本文受植物茎能够阻断重金属离子的结构和功能的启发，报道了具有巨大负热电系数的壳聚糖/CuCl₂ 水凝胶 （ChCu）。ChCu 呈片状多孔结构，通过冷冻铸造技术和 Cu²⁺ 与壳聚糖之间的络合协同构建。在温度梯度作用下的 ChCu 水凝胶中，大部分 Cu²⁺ 通过络合固定在壳聚糖基质内，而未结合的 Cu²⁺ 的热迁移被特殊的层状多孔结构进一步拦截。相反，Cl⁻ 畅通无阻地迁移到冷端并积累，从而实现了离子/反离子的选择性迁移和分布。因此，ChCu 表现出高达 ‐23.8 m·V K⁻¹ 的热电系数，并且可以在较小的温差 （ΔT = 0.3 K） 下以 4.0 mV 的热电压快速响应。这项工作揭示了聚合物聚集体结构对离子热扩散的显著影响，为指定高性能、高效率和环保的热电材料提供了一种创新策略。

全文链接：Boosting Negative Thermopower of Chitosan Hydrogel via Bio‐Inspired Anisotropic Porous Structure