在智能穿戴設(shè)備日益普及的今天，頻繁充電成為困擾用戶(hù)的普遍難題。若能將人體體溫或環(huán)境溫差轉(zhuǎn)化為電能，或?qū)氐赘淖冸娮釉O(shè)備的供電模式。近日，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在熱電材料領(lǐng)域取得重大突破，為可穿戴設(shè)備自供電技術(shù)開(kāi)辟了新路徑。

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所聯(lián)合國(guó)內(nèi)多所高校的研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表最新成果。他們研發(fā)的塑料熱電薄膜通過(guò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將熱電優(yōu)值提升至1.64，刷新了柔性熱電材料在相同溫度區(qū)間的性能紀(jì)錄。這項(xiàng)突破為智能手表、健康監(jiān)測(cè)貼片等設(shè)備的持續(xù)供電提供了關(guān)鍵材料支撐。

熱電材料被譽(yù)為"能量轉(zhuǎn)換魔術(shù)師"，其核心價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)熱能與電能的直接轉(zhuǎn)換。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年約60%的能源以廢熱形式散失，若能有效回收利用，將產(chǎn)生巨大的節(jié)能減排效益。柔性熱電材料因其可彎曲特性，能夠貼合人體或衣物表面，將體表或環(huán)境中的微小溫差轉(zhuǎn)化為電能。理想的材料需同時(shí)具備高電導(dǎo)率（保障電子流動(dòng)）和低熱導(dǎo)率（抑制熱量傳導(dǎo)），這一矛盾特性長(zhǎng)期制約著材料研發(fā)。

傳統(tǒng)聚合物熱電材料存在性能瓶頸，其熱電優(yōu)值長(zhǎng)期低于0.5，遠(yuǎn)落后于柔性無(wú)機(jī)材料的1.0-1.4。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出"無(wú)序-有序"協(xié)同調(diào)控理念，通過(guò)構(gòu)建"多孔無(wú)序-狹道有序"的雙重結(jié)構(gòu)破解難題。材料整體呈現(xiàn)海綿狀多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍從5.9納米至1.8微米不等，這種無(wú)序分布迫使熱量在傳導(dǎo)時(shí)不斷改變路徑；而納米級(jí)孔隙則像精密模具，引導(dǎo)聚合物分子形成高度有序的排列通道，保障電子高效傳輸。

該材料的制備工藝具有突破性意義。研究團(tuán)隊(duì)采用聚合物相分離技術(shù)，利用不同組分在溶液中的自然分離特性形成目標(biāo)結(jié)構(gòu)。這一過(guò)程類(lèi)似油水混合后的自動(dòng)分層，但通過(guò)精確控制條件，使聚合物在狹小空間內(nèi)被迫形成有序排列。更值得關(guān)注的是，新工藝與噴涂技術(shù)完全兼容，可像噴漆一樣實(shí)現(xiàn)材料的大面積快速制備，相比傳統(tǒng)需要重復(fù)100次的制備方法，效率得到質(zhì)的提升。

性能測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，新型熱電薄膜的熱導(dǎo)率較傳統(tǒng)材料降低72%，載流子遷移率提升最高達(dá)52%。在人體與環(huán)境5-10℃的溫差條件下，材料已能產(chǎn)生足夠支持可穿戴設(shè)備運(yùn)行的電能。由于采用有機(jī)聚合物基材，該材料具有出色的柔韌性和環(huán)境適應(yīng)性，可貼附于建筑曲面、野外設(shè)備等復(fù)雜表面，為物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供永不枯竭的能源。

這項(xiàng)突破打破了"有機(jī)材料難以實(shí)現(xiàn)電-熱輸運(yùn)協(xié)同調(diào)控"的傳統(tǒng)認(rèn)知，使聚合物熱電材料正式跨入實(shí)用化階段。隨著制備工藝的持續(xù)優(yōu)化，未來(lái)或可實(shí)現(xiàn)像印刷報(bào)紙一樣大規(guī)模生產(chǎn)熱電薄膜，為智能穿戴、物聯(lián)網(wǎng)、綠色建筑等領(lǐng)域帶來(lái)革命性變化。當(dāng)這種材料被編織進(jìn)衣物纖維，人們穿著的或許就是一套移動(dòng)發(fā)電裝置；當(dāng)傳感器不再需要更換電池，物聯(lián)網(wǎng)的部署將突破最后一道障礙。