中国科学院化学研究所近日宣布，由朱道本院士与狄重安研究员领衔的科研团队，联合国内多家科研机构，成功开发出一种具有不规则多级孔结构的塑料热电薄膜。该材料在热电性能上取得重大突破，其热电优值（zT值）达到1.64，刷新了柔性热电材料在相同温度范围内的全球纪录，为可穿戴设备、贴附式制冷和物联网传感器等领域提供了关键材料支持。
热电材料因其独特的能量转换特性，被称为"能量魔术师"。这类材料通过塞贝克效应和帕尔贴效应，能够在无需燃料和机械运动的情况下实现热能与电能的相互转换，在节能环保和新能源开发领域具有重要应用价值。柔性热电材料作为其中的重要分支，因其可弯曲、易贴合的特性，能够紧密附着在人体或复杂曲面上，将人体或环境中的废热转化为电能，成为回收利用废热的理想选择。
长期以来，聚合物热电材料的发展面临一个关键挑战：如何同时实现高电导率和低热导率。这两种性能通常相互制约，导致材料的zT值难以突破，严重限制了其实际应用。研究团队通过创新设计，构建出一种"多孔无序-狭道有序"的独特双重结构，成功解决了这一难题。这种结构使材料整体呈现海绵状，分布着大小不一的无序孔洞，而纳米级的孔隙则引导聚合物分子形成高度有序的排列，既阻碍了热量的传递，又保证了电子的顺畅传输。
在制备工艺上，研究团队采用"聚合物相分离"方法，结合喷涂技术实现了材料的一次成型，显著降低了生产难度和成本。这种新型热电塑料薄膜的zT值突破1.5，创造了柔性热电材料的世界新纪录，标志着聚合物热电材料向实用化迈出了关键一步。
该材料的应用前景十分广阔。只要人体与环境存在5至10摄氏度的温差，就能产生可观的电能。例如，未来人们晨跑时佩戴的智能手表可能仅靠体温就能充电；夏季使用的轻薄贴片可以贴在皮肤上带来清凉；这种材料甚至可以编织进衣物，变成"移动电源"。凭借其低成本和柔性特点，该技术还能为物联网传感器提供持续电力，并可贴附在各种曲面设备上，大大拓展了应用范围。
这项突破不仅推动了聚合物热电材料走向实用化，更深化了科学界对软物质材料热电转换机制的理解，为后续研究指明了方向。随着技术的不断完善，普通塑料有望转变为微型发电站，使无处不在的废热转化为宝贵能源，为能源利用开辟新的途径。
