3月6日消息，從中國科學院化學研究所獲悉，該研究所朱道本院士、狄重安研究員團隊聯合國內合作者，成功研制出不規則多級孔結構塑料熱電薄膜，其核心性能指標熱電優值（zT值）突破1.64，創下柔性熱電材料同溫區性能世界紀錄，為可穿戴設備、貼附式制冷、物聯網傳感器等技術發展提供關鍵材料支撐。
熱電材料是能實現熱能與電能相互轉換的“能量魔術師”，基于兩種基本物理效應：塞貝克效應和帕爾貼效應，就可以在無燃料、無噪音的情況下完成發電與制冷。因此在節能減排、綠色能源領域具有重要意義。
柔性熱電材料兼具柔韌性和可彎折性，可以貼附在人體、衣物或任何曲面，悄無聲息地將周圍的“廢熱”轉化為電能。其中柔性熱電材料能貼合人體、曲面等場景，是回收利用廢熱的理想選擇，但長期以來，聚合物熱電材料始終面臨“高電導率”與“低熱導率”難以兼顧的難題，zT值遠低于無機材料，成為實用化的關鍵瓶頸。
為破解這一“魚與熊掌不可兼得”的困境，研究團隊創新性地構建出獨特的“多孔無序-狹道有序”雙重結構。該材料整體像海綿般布滿大小、形狀各異的無序孔洞，納米級的孔隙卻能像模具一樣，幫助聚合物分子形成高度有序的排列。這一結構讓熱量難以傳遞，電子傳輸卻暢通無阻，成功實現了電-熱輸運的解耦和協同提升。
研究團隊通過“聚合物相分離”方法制備該材料，兼容噴涂工藝可一次成型，相較此前技術大幅降低制備難度。這款新型熱電塑料薄膜實現了聚合物熱電材料zT值超1.5的歷史性跨越，創造了柔性熱電材料的世界紀錄。
未來，該技術應用前景廣闊，人體與環境存在5℃到10℃的溫差就能讓其產生可觀電能，我們有望實現一些未來世界的應用場景，例如：我們戴著智能手表晨跑，僅靠體溫就能給手表充電；在炎炎夏日，我們僅需一片輕薄如紙的貼片貼在皮膚上，就能給自己帶來清涼；未來還能織入衣物成為“移動電源”。另外，憑借其低成本的制備優勢，該技術還能在物聯網時代為傳感器提供持續電能，柔性特點更可使其貼附在各種曲面，大大拓展了應用場景。
此次突破不僅推動了聚合物熱電材料邁入實用化門檻，更深化了我們對軟物質材料熱電轉換規律的認知，為后續研究提供了清晰路線圖。未來，普通的塑料有望變身微型發電站，讓無處不在的廢熱成為寶貴能源。
