新型柔性聚合物材料热电性能刷新世界纪录

中国科学院化学研究所朱道本院士、狄重安研究员团队研制出一种“千疮百孔”的新型柔性热电薄膜，热电性能刷新同类材料的世界纪录，为可穿戴设备自供电、贴片式制冷等未来技术提供了关键材料支撑。相关研究成果3月6日在线发表于《科学》。

在这项研究中，研究团队想出了妙招：在乱糟糟的孔洞之间，给导电分子修“专用车道”。具体来说，他们把两种塑料混合后让它们自然“分家”，杂乱的孔洞负责打乱热量传递路线，狭窄的缝隙强迫导电分子排好队。这就好比在山岭间修高速公路——崇山峻岭拦住热量，平整车道加速电流。这种结构显著抑制热传导，使热导率降低72%，同时，导电能力却提升了52%，成功实现了电-热输运的解耦和协同提升。更关键的是，它能像喷油漆一样喷涂成型，一次就能搞定。

研究显示，这种不规则多级孔结构的热电聚合物薄膜在343开尔文（约70摄氏度）下的热电优值最高达到1.64，超越了柔性无机热电材料的同温区性能。

这一研究打破了聚合物热电材料电荷输运与声子散射难以协同优化的传统局限，为柔性热电材料领域提供了新的发展路径。未来，随着相关技术的持续发展，利用体温和环境温差发电的柔性电子设备有望加速走进现实生活。