第168章 体温能给高端电子手表充电了!
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第168章 体温能给高端电子手表充电了!
新材料实验室的研究员们,不看好热电材料的研发也是有原因的。
他们不是不相信张明浩,有些人甚至在想张明浩找合作研发材料一定会有成果。
问题是,协议上规定材料研发成果不能随意发布。
材料成果发布受限,也就是不能发论文,实现成果转化收益很难很难,5%的收益比例又太低,研发自然就等于是浪费时间。
现在他们可是在研发铋系铜氧以及银系金属复合材料。
这两类材料,也是出自张明浩的计算分析,其中出现高温超导材料的比率很高。
两者相比,自然是后者更优。
实际上,热电材料是非常火热的研发领域,而且还有一大堆的研发方向,方钴矿只是其中之一。
新材料研究所,就有研究员专门研发热电材料,但是一直以来成果寥寥,甚至说,有成果也很难被重视。
比如,他们研发出了一种热电优值超过3.3的材料。
这个数值已经很高了,但因为无法进行商业化,研发成果也只能发一篇SCI,根本就得不到重视。
热电材料方向,理论研究已经很透彻。
现在来说,只要材料不能进行商业化,热电优值再高也没意义。
当天钱锦秋和张明浩一直在讨论材料制备方案。
方案设计当然是最重要的。
钱锦秋召集了组里的人一起研究,张明浩一直旁听,偶尔就会提一下自己的想法。
有些想法,能让人明白。
有些想法理解不了,但钱锦秋也很认真的记下来。
她对张明浩非常信任。
在双方第一次合作的时候,她和其他研究员都在研发制造铜基ZXZ特性材料。
当时张明浩提了个建议,他们组以此制备出的材料,ZXZ特性测定激发的流动性是最高的。
这件事成为钱锦秋的得意之处。
现在实验室里,没人再敢说她的团队研发材料的水平最差,否则就可以把这件事拿出来比一下。
钱锦秋可不会认为张明浩的建议让材料性能提升只是巧合。
那就是天才的想法!
不只是她这么认为,杨春雨也认为张明浩是材料研发领域的天才,对方只不过不做材料制备的研究而已。
一天时间,材料制备方案确定下来。
张明浩和周奇住在学校西侧的酒店,距离新材料实验室只有一百多米,酒店归属南华科技大学,专门用来招待宾客的。
周奇也没有返回江州,他就是派来给张明浩当助理的。
张明浩是学校的宝贝,不容有失,他一个人单独待在南华,学校也不会放心O
周奇全程跟著张明浩,感觉这趟出差来的很值得。
他什么也不用做。
南华科技大学的招待很热情,吃住都是最高的档次,出自己是张明浩的助理也会被人高看一眼。
有人甚至认为他是学霸,是科研人才————
实际上,他就是个行政人员。
第二天材料制备工作正式开始,张明浩计划制造四种材料,都是已经计算好了的。
在热电数值上,材料计算结果非常明确,因为是直接性的物理数值,计算预测要比高温超导材料准确的多。
「材料制备并不难,大概两天就能做出来。」
钱锦秋道,「我们可以一种一种的来,认真做,性能也会更好一些。」
张明浩就站在钱锦秋旁边,他并不参与材料制备工作,主要也是因为动手能力并不强。
人固有自知之明。
研究制备方案当然没什么问题,亲自动手还是算了。
他和钱锦秋说起了材料问题,「计算上,这几种材料的热电优值都在3.2到3.7之间。」
」3.2到3.7——.——」
钱锦秋小声念著,说道,「数值是挺高,但这样制造出材料,热电转化效率不会太高吧?」
热电优值和热电转化效率是两个概念。
可以这样理解,热电优值是理论数值,也就是材料在无杂质、分子排列极为规整的情况下所能达到的数值。
热电转化效率则是材料制造出来以后的实际数值。
任何的材料当然不可能完全无杂质,分子排列完全规整,正因为如此,一些理论上热电优值很高的材料,制造出来以后,热电转化效率不一定好。
比如,热电优值是4.0,制造出的材料,热电转化效率能达到20%就已经很不错了。
张明浩笑道,「我对材料的期待很高。」
「这几种材料是双分子结构,双分子为一体组成微小的热电物理场。」
「材料的优势就在这里,一旦形成足够多的双分子结构,就可以把性能发挥出来,杂质的干扰很小。」
钱锦秋没有继续问,因为其中涉及到了非常复杂的理论问题,只听个开头就知道理解不了。
但是听张明浩说完以后,她忽然对研究有期待了。
万一真能制造出热电转化效率高的材料呢?
材料的热电转化效率不需要太高,只要超过10%,就拥有了规模化商用的潜力O
一则是因为常温环境,应用环境比较多。
第二是材料制备简单,现有的方案完全可以规模化生产,制造成本就很不高。
当天是制造第一种材料,但下午的时候就发现了问题。
在利用熔融法制备方钴矿的过程中,退火时掺入化学分子材料,出现了混杂冲突」问题。
一大堆材料黏在一起,方钻矿和化学分子混杂严重不均匀。
这是没有想到的情况。
「这种情况,无法再用熔融法进行制备了。」
「我们只能想其他方法,比如,利用衬底来制造晶体,或者是————」
钱锦秋连续说了几种方法,但每一种都让制备变得极为复杂,需要的时间很长、成本也很高。
「算了,制造第二种吧。」
时间长、成本高,是绝对不能接受的,否则就不具商用潜力,研究也就失去了意义。
第一天就pass掉了一种材料,还是有点丧气的。
张明浩并不在意,他计算分析了四种材料,就知道制备过程肯定会碰到问题。
材料制造,牵扯的因素太多了,会出现很多想不到的问题。
这些都是正常的。
几种材料的制备方案已经定下来,第二天也就是继续按照方案去制造材料而已。
钱锦秋团队很有耐心,依旧是一步步的去制备。
第二种材料的制备非常顺利,并没有出现退火过程混杂化学分子的粘合问题O
整个制备过程,和计划方案是一致的。
最终,他们制造出一大块深灰色半金属半陶瓷状的材料。
「看材质像是半导体。」
钱锦秋道,「颜色不好看,大概是因为硒化铋,硒化铋就是深灰色。」
张明浩也盯著材料看,他点点头,笑道,「感觉应该没有问题,去测一下看看。」
他们拿著材料去了检测中心。
罗少军接过材料仔细看了好半天,评价一句,「看起来很不错,是测定热电转换效率,对吧?」
「对。」
「半个小时,结果就出来了。」
罗少军一脸笑眯眯,他心里是不太看好的。
他对热电材料有了解,而手上这块材料看起来很平庸,又像是金属又像是陶瓷,外在形态来看,杂质含量不低,显然是简单方法制备出来的。
当然也不能直接判断,还是要测一下看看。
张明浩和钱锦秋一起等在门口。
有路过的研究员见到两人在检测中心,顿时好奇问道,「是做检测?有材料了?」
「刚做出来。」钱锦秋回道。
「怎么样?」
钱锦秋顿时看向张明浩。
张明浩笑道,「看起来不错,我感觉性能不会太差。」
那名研究员离开以后,只十几分钟时间,有好几个研究员都很凑巧的路过」。
实际上,他们就是对制备出的新材料好奇,又不好意思直接围观,就以路过的名义问上一句。
等不多久,杨春雨都路过了一下,但他的脸皮更厚并没有离开,而是和两人一起等。
检测室的门开了。
罗少军拿著材料走出来,还递给张明浩一张列印好的表单,「材质很不错,有一定可塑性,不是绝缘体,但导电性并不强。」
「确实是热电材料,初步测定,热电转化效率在3.9%左右————」
他说完强调一句,「这个数据已经很不错了。」
3.9%,数值不高。
实际上,其热电性能已经非常优秀了。
材料只是普通方法制备出来的,能在常温环境显出热电特性,本身就已经非常了不起。
有些热电材料的转化效能高,但适宜的是几百摄氏度的高温环境,常温环境根本测不到数据。
当然,3.9%的热电转化效率还达不到商用标准。
钱锦秋听了,不知道该高兴还是难过。
他们确实制造出了全新的热电材料,但其转化效率却远没有达到预期,本来预计是超过15%的,甚至希望能达到20%。
张明浩的眉头凝的很深,他仔细看著表单,「这不可能。」
「计算肯定不会出问题,材料制造上也没问题,热电转化效率怎么会这么低————」
他仔细思索著,忽然想到了双分子结构物理场的影响问题,猛的一瞪眼,对罗少军道,「罗教授,能不能再测一下?」
「再测一下?」
罗少军皱了皱眉,他感觉张明浩的要求有些不尊重人,就像是在质疑他测定的数据。
但想了想,还是点头道,「可以。我再测一下看看————」
不管怎么样,张明浩教授还是要给面子的。
张明浩道,「罗教授,我并不是质疑你的测定,而是有个和测定有关的想法。」
罗少军听著点头,干脆说道,「张教授,进来说吧。」
他补充道,「只是个小测定,在里面等也行。」
张明浩进了检测室。
钱锦秋也一起跟著进去了。
在进门后,张明浩继续道,「这次可以把材料切成两块,并行在一起进行测定。」
「什么意思?」
罗少军听的有点发蒙,他听懂了张明浩的意思,但却觉得自己是听岔了。
张明浩又解释了一遍。
罗少军才确定自己没有理解错,对方的意思就是把一块材料分成两部分,再一起进行测定。
这就像是测定铁皮的电阻,把铁皮分成两块进行并联再测定————
完全一样!
罗少军无法理解张明浩的想法,但既然对方强烈要求,他也只能把材料切一下再测。
材料分割过程中,也证实了罗少军的判断。
材料是有一定可塑性的,其力学柔韧性更偏于金属,切割过程也显得非常丝滑。
在材料分割好以后,测定就开始了。
因为刚进行过一次热电转化效率测定实验,并不再需要准备什么,把两块材料放上去以后,测定工作就可以直接进行。
实验开始,各类检测仪器也出现了数值。
罗少军本来没有在意,还很淡定的进行数据记录工作,但只扫了一眼电流数值,眼神就直接定住了。
「这个数据————」
「不对啊!」
他边记录,边回想刚才的数据,很确定电流数值增强了。
常规来说,同一种材料进行两次测定,各项数值应该是一致的,偏差可以说微乎其微。
现在电流数值明显偏高,已经不在正常偏差范围了。
罗少军仔细记录的数据,脸色也越来越凝重,他发现电流数值偏高的非常稳定」。
这也就代表,材料的热电转化效率变高了。
在完成实验以后,他完成了初步计算很快得到结果。
「4.1%左右!」
罗少军说完,惊讶的深吸一口气,「上次是3.9,这次是4.1!」
「这个数据————」
他一时间不知道该怎么评价,只能看向张明浩等待解释。
钱锦秋也同样看向张明浩。
她脸上不是疑惑,而是惊喜,没想到热电转化效率数值还能提升,能提升一次,岂不就能提升第二次?
「果然!」
张明浩兴奋的挥了下拳头,「和我想的一样,是双分子结构带来的影响。」
他对钱锦秋道,「我们可以把材料分割成无数块,分割的越精细,热电转化效率就会越高。」
「能达到多少?」罗少军顿时追问道。
「理论上来说,最高能达到30%以上,但只是理论数据,材料是含有杂质的,也会受到一定影响。」
「另外,我们不可能把材料分成纳米级的分子大小,实际性能还是要测定看看。」
「我预估,切成一百块,效率超过10%,一千块以上会超过15%。
钱锦秋惊喜道,「这么高!」
罗少军惊的倒吸一口凉气,还是那句话,他对热电材料是有了解的。
这种制作简单,常温环境下就能够进行热电转化的材料,热电转化效率达到10%,就已经具备一定商用潜力。
15%?
那是什么概念?
讲一个实际应用的例子:用体温都能给高端电子手表充电了!
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