能把热能转化为电能的材料被称为能量魔术师，全球每年有60%的能源都以废热形式白白流失，把这些能量回收利用能带来很大的节能减排效果。柔性热电材料既柔软又能弯曲，适合贴在人体和衣服上，默默地把周围的废热变成电能。为了让电流顺畅流动，同时又要阻止热量散发，理想的柔性热电材料需要在高电导率和低热导率之间找到平衡。以前的聚合物热电材料有个大问题，性能一直不太好。 2024年的时候，中国科学院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员带领团队把聚合物热电材料的热电优值提升到了1.28。虽然这已经很厉害，但是跟柔性无机材料比起来还是差了一点。为了突破这个瓶颈，团队提出了一个新办法——“无序-有序”协同调控。他们在材料里搞出了一种特殊结构：大面上看起来像海绵一样有无数孔洞；小尺度下则像“模具”一样让聚合物分子排列得整整齐齐。 这种设计就像在崎岖山路上修高速公路一样。无序的孔洞会拦住热量让它走不动；有序的分子通道则让电子跑得飞快。制作这种材料有个窍门，就是用相分离的方法——就像油和水混在一起后会自己分开那样。在分离的过程中，聚合物被挤压在狭窄的空间里，反而让分子排得更整齐了。 用这种方法制作薄膜非常方便，不需要像以前那样重复100次工序，直接就能像喷漆一样一次搞定。研究团队最终做出了一种不规则的多孔热电塑料薄膜。这个材料有几项重要突破：热导率大幅降低了72%，载流子迁移率最高提升了52%，核心的热电优值更是高达1.64。北京时间3月6日，这个研究成果被发表在了国际顶尖学术期刊《科学》上。 朱道本院士和狄重安研究员领导的这支团队解决了长期以来聚合物热电材料性能不足的难题。他们创造的柔性热电材料在同类产品中表现最好。这些成果为未来的可穿戴发电设备、贴附式制冷器件和物联网传感器等提供了关键的材料支持。只要利用好体温和环境的温差发电，我们就有可能实现电子设备永远不断电的梦想。