3月6日，中国科学院化学研究所朱道本院士和狄重安研究员团队联合国内研究者，在国际顶级学术期刊《Science》上发布了他们的最新研究成果。这项成果展示了一种新型柔性热电聚合物薄膜IHP-TEP，其热电优值zT在343K温度下达到了1.64，这给柔性热电材料领域带来了重大突破。这项研究由中国团队引领，为全球智能穿戴设备、物联网传感器等电子产品提供了自供电解决方案。对于那些经常需要充电的可穿戴设备来说，利用体温和环境温差发电有望实现“永不断电”的梦想。IHP-TEP薄膜采用了独特的不规则多级孔结构设计，这种结构让热量传递变得困难重重，同时让电荷传输畅通无阻。聚合物材料具有质轻、柔性好且可大面积印刷等优势，但其热电性能一直落后于无机材料。这次突破让聚合物热电材料在性能上提升到了1.28。 研究团队运用了“无序中创造有序”的新策略来设计这种IHP-TEP薄膜。他们把聚合物半导体PDPPSe-12和聚苯乙烯PS溶液混合在一起，利用相分离原理精确控制孔的大小和分布。通过这种方法构建的不规则多级孔结构成功地抑制了热传导并增强了电荷输运性能。该材料的热导率降低了72%，载流子迁移率提升了52%。“聚合物相分离”技术让IHP-TEP薄膜实现了电荷与热传输的协同调控。 2024年3月6日，这项研究成果被刊登在《Science》杂志上，证明了中国科学家在高性能聚合物热电材料领域取得了重要进展。通过这种新策略和结构设计，科学家们成功地把塞贝克效应和帕尔贴效应结合起来。这种特性使得高性能热电材料在废热回收、固态制冷等领域具有广阔的应用前景。未来随着相关技术的发展，我们身边的塑料制品都有可能变成微型发电站或贴身空调，把废弃热量转化为宝贵资源。