热电材料因其能够实现热能与电能的直接转换,在节能减排和绿色能源领域具有重要价值。
然而,长期以来,柔性热电材料的发展受限于电导率与热导率难以平衡的技术瓶颈,导致其性能远低于无机材料,实用化进程缓慢。
针对这一问题,中国科学院化学研究所研究团队创新性地提出“多孔无序-狭道有序”双重结构设计。
该材料整体呈现海绵状多孔结构,通过纳米级孔隙引导聚合物分子形成高度有序排列,有效抑制热传导的同时确保电子高效传输,从而实现了电-热输运的解耦与协同优化。
这一突破性技术的核心在于其独特的制备工艺。
研究团队采用“聚合物相分离”方法,结合喷涂工艺,大幅降低了材料制备难度,提升了生产效率。
新型热电薄膜不仅具备优异的柔韧性和可弯折性,其热电优值更达到1.64,远超同类柔性材料,为后续商业化应用奠定了坚实基础。
从应用前景来看,该技术有望在多个领域发挥重要作用。
人体与环境之间微小的温差(5℃至10℃)即可驱动能量转换,为可穿戴设备提供持续电能。
此外,其轻薄贴附特性可应用于智能制冷、物联网传感器等领域,进一步推动绿色能源技术的普及。
低成本、易加工的特点还使其具备大规模产业化的潜力。
从“废热”中挖掘“增量能源”,既是材料科学的前沿命题,也是绿色低碳转型的现实需求。
此次柔性热电塑料薄膜关键性能取得突破,显示出通过微结构创新实现电-热输运协同优化的可行路径。
面向未来,若能在稳定性、器件集成与规模制造上持续攻关,这类“可贴、可弯、可用温差发电”的新材料有望在更多日常场景中释放价值,为节能降碳与新型能源体系建设提供更具弹性的技术选项。