记者从中国科学院化学研究所获悉，该所朱道本院士和狄崇安研究员团队与国内合作者一起，成功研制出具有不规则多层多孔结构的热电塑料薄膜。其主要性能指标热电品质因数（zT值）超过1.64，刷新了同温区柔性热电材料性能的世界纪录，为可穿戴设备、联网冷却设备、物联网传感器等技术的发展提供了关键的材料支撑。热电材料是实现热能和电能相互转换的“能源巫师”。基于塞贝克效应和珀耳帖效应这两种基本物理效应，可以在不产生燃料或噪音的情况下完成发电和制冷。因此，它在能源领域具有重要意义。节能、减排和绿色能源。柔性热电材料具有柔韧性和可弯曲性。它可以贴在人体、衣服或任何曲面上，默默地将周围的“废热”转化为电能。其中，柔性热电材料由于适应人体和曲面，是回收废热的理想材料。然而，热电高分子材料长期以来面临着平衡高导电率与低导热率的艰巨挑战。 zT值远低于无机材料，这是实际应用的一大障碍。为了解决这一“鱼与熊掌不可兼得”的困境，研究团队创新性地构建了一种双链结构，成为唯一一种“窄有序和多孔无序”的结构。尽管整个材料呈海绵状，并具有许多大小和形状各异的无序孔隙，但纳米级孔隙可以充当模板，帮助聚合物分子形成高度有序数组。这种结构阻碍了热传递，但不阻止电子的传递，因此我们设法将电和热的传输分开并提高它们的协调性。研究人员采用“聚合物相分离”方法制备该材料，该方法与溅射工艺兼容，并且可以一步成型，使其制备难度比传统技术低得多。这种新型热电塑料薄膜实现了高分子热电材料zT值超过1.5的历史性跃升，创造了柔性热电材料的世界纪录。我们建立了记录，未来这项技术有着广泛的潜在应用。人体与环境之间 5°C 至 10°C 的温差会产生大量电能。未来世界有望实现各种应用场景。例如，如果您使用智能手表进行晨跑，则您只需使用体温即可为其充电。在炎热的夏天，只需将薄薄的纸状贴片贴在皮肤上即可降温。未来，它可以被编织成衣服并用作“移动能源”。此外，凭借低成本制备的优势，该技术还可以为物联网时代的传感器提供持续的动力，并且其灵活性允许安装在各种曲面上，大大扩展了其应用场景。这一进展不仅将热电高分子材料推向了应用实用的极限，而且加深了我们对软材料热电转换规律的理解，为进一步的研究提供了清晰的路线图。未来，普通塑料有望改造成微型发电厂，将无处不在的废热转化为宝贵的能源。 （央视记者 帅俊全 楚尔佳）
（编辑：刘鹏）