中化新網訊 近日，中國科學院化學研究所朱道本院士、狄重安研究員團隊研制出一種的新型柔性熱電薄膜，熱電性能刷新同類材料的世界紀錄，為可穿戴設備自供電、貼片式制冷等未來技術提供了關鍵材料支撐。相關研究成果3月6日在線發表于國際學術期刊《科學》。

熱電材料就像一位“能量魔術師”，能在熱能和電能之間自由轉換。它的魔法基于兩種基本現象：當材料兩端有溫差時，它會直接發電，這叫“塞貝克效應”；反過來，給它通上電，材料就會一頭熱、一頭冷，這叫“帕爾貼效應”。簡單來說，它既能用溫差發電，也能用電來制冷。整個過程不需要燃料，沒有噪音，也沒有污染，是典型的綠色能源技術。

聚合物材料是實現可穿戴設備自供電的理想選擇之一。然而，長期以來，聚合物熱電材料的性能提升面臨瓶頸。要讓電流跑得快，聚合物就得像晶體一樣，內部分子排列整齊；要讓熱量傳得慢，材料又得像玻璃一樣，內部結構雜亂。這就像要求一扇門既隔音又透氣，傳統聚合物材料沒法同時滿足這兩個條件。

在這項研究中，研究團隊想出了妙招：在亂糟糟的孔洞之間，給導電分子修“專用車道”。具體來說，他們把兩種塑料混合后讓它們自然“分家”，雜亂的孔洞負責打亂熱量傳遞路線，狹窄的縫隙強迫導電分子排好隊。

這種結構顯著抑制熱傳導，使熱導率降低72%，同時，導電能力卻提升了52%，成功實現了電—熱輸運的解耦和協同提升。更關鍵的是，它能像噴油漆一樣噴涂成型，一次就能搞定。

研究顯示，這種不規則多級孔結構的熱電聚合物薄膜在343開爾文（約70攝氏度）下的熱電優值最高達到1.64，超越了柔性無機熱電材料的同溫區性能。