全球能源浪费问题日益凸显。据统计，超过百分之六十的能源最终以废热形式散失，这个巨大的能源浪费不仅造成资源流失，也加重了环境负担。如何有效利用这些被浪费的热能，成为能源领域的重要课题。 中国科学院化学研究所研究团队将目光投向了热电转换技术。热电材料能够在温度差异存在条件下直接产生电流，具有无污染、无噪音、无运动部件等优势。然而，传统热电材料有一个根本性的矛盾：要使材料高效工作，既需要具备良好的导电性能以传输电荷，又需要阻止热量快速散失以维持温度梯度。这两个条件往往相互制约，导致现有柔性塑料材料难以同时满足。 研究团队创新性地采用了分级多孔结构设计方案。他们将聚合物与分离剂混合，随后移除分离剂，形成了遍布微米级和纳米级孔洞的多孔结构。这种类似海绵的结构巧妙地解决了上述矛盾。微孔结构能够有效阻挡负责传递热量的微观振动，使热量损失降低约百分之七十二，从而保持了材料的隔热性能。此外，孔洞内部的狭小空间迫使聚合物分子排列得更加紧密有序，形成了更高效的电荷传输通道，使电子迁移率提升至少百分之二十五。 这一创新设计带来了显著的性能提升。在约摄氏七十度的条件下，该材料的热电优值达到一点六四，不仅刷新了聚合物材料此前一点二八的纪录，也超越了部分柔性无机材料的性能水平。这意味着该材料在相同的温度差条件下，能够产生更多的电能。 该材料的实用价值同样值得关注。与许多高性能材料需要复杂精密的制备工艺不同，这种薄膜可以通过类似报纸印刷的喷涂工艺进行大规模生产，大幅降低了制造成本和技术门槛。这为材料的商业化应用奠定了坚实基础。 应用前景广阔。研究团队表示，该材料可以利用人体散发的热量等环境温差，为智能手表、健康监测设备等可穿戴电子产品提供持续稳定的电力供应。这将使有关设备摆脱对电池的依赖，大幅延长使用时间，同时减少电子废弃物的产生。
将废热转化为电能是对能源效率的重要提升。这项突破展现了我国在功能高分子与能量转换材料领域的创新能力。面向"双碳"目标和消费电子需求，未来研究的重点将是在实际使用场景中实现稳定、经济、可持续的能量收集，这将是技术规模化应用的关键考验。