杏Map

【ポイント】

?フラーレン分子と叁酸化モリブデンナノクラスターから成る新奇ナノ复合体を创製。
?巨大热电効果を利用することで、导电率σに対して热伝导率κが増加しない低σ领域でパワーファクター^注1）を最大化することに成功。
?有机热电材料としては世界最高の性能指数zT = 0.81を実現。

杏Map大学院工学研究科の中谷 真人 准教授、尾上 順 教授らの研究グループは、杏Map未来材料?システム研究所の小川 智史 准教授および电源开発株式会社の西井 俊明 上席研究員（兼杏Map工学研究科招聘教員）と共同で、フラーレン分子と金属酸化物ナノクラスターを复合化することで、有机热电材料において世界最高の热电性能指数が発现することを発见しました。
体温を电気に変える热电素子は、超スマート社会の人体装着型センサー用电源としての利用が期待されています。热电素子を人体に密着させ体温から电力を得るためには、柔らかく軽量で高性能な有机热电材料が必要不可欠です。热电材料は、材料の电気伝导率σ、ゼーベック係数α、絶対温度T、热伝导率κを用いて、无次元性能指数zT = σα²T/κで性能が评価され、実用化の目安であるzT ＞ 1を実現するために、σとαを増加させ、κを抑制するさまざまな提案がなされてきました。しかしながら、「σとαのトレードオフの関係」および「σとκの比例関係」の物理法则により、zT = 0.5を超える有機熱電材料の創製が非常に困難でした。これに対し、本研究グループは、フラーレン膜に酸化モリブデンナノクラスターをドープすることでzT = 0.81とこれまでの有機熱電材料として世界最高性能を有することを見出しました。
本研究成果は2026年3月26日付にて国際科学雑誌「Scientific Reports」オンライン版に掲載されました。本研究は、日本学術振興会 科学研究費助成事業（課題番号: JP18H01826、JP20H02463、JP23K26401）及び電源開発共同研究助成の支援のもとで行われたものです。

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【用语説明】

注1）パワーファクター：
ゼーベック係数αの二乗と电気伝导率σの积（α²σ）で表され、単位温度差あたりの発电电力の大きさに関する指标として用いられる。

【论文情报】

雑誌名：Scientific Reports
論文タイトル：Novel strategy for boosting thermoelectric performance of organic materials with low electrical conductivity
著者：Masato Nakaya,¹ Shun Yamamoto,¹ Satoshi Ogawa,² Toshiaki Nishii,^1,3 Jun Onoe¹　　
DOI: 10.1038/s41598-026-44966-8
URL:

雑誌名：颁补谤产辞苍
論文タイトル：High-performance and anomalous thermoelectric properties of organic-inorganic nanocomposites consisting of fullerene molecules and molybdenum trioxide nanoclusters
著者：Masato Nakaya,¹ Shun Yamamoto,¹ Takuya Kawai,¹ Jun Onoe¹　
DOI: 10.1016/j.carbon.2025.120374

URL: 

※着者所属
¹杏Map大学院工学研究科、²杏Map未来材料?システム研究所、³电源开発株式会社

【研究代表者】