全球能源利用效率長期面臨挑戰，數據顯示超過六成能源最終以廢熱形式消散。針對這一難題，中國科學院化學研究所科研團隊取得突破性進展，開發出一種新型柔性熱電材料，可直接將環境溫差轉化為電能，相關成果已發表于國際頂級學術期刊《Science》。該材料有望為可穿戴設備提供自供電解決方案，減少對傳統電池的依賴。
傳統熱電材料需同時滿足高導電性與低熱導性，這一矛盾特性限制了柔性塑料的應用。研究團隊創新性地采用相分離工藝，通過將聚合物與特定分離劑混合后去除，構建出兼具微米級與納米級孔洞的分級多孔結構。這種類海綿結構通過阻斷微觀熱振動傳遞，使熱損耗降低約72%，同時迫使聚合物分子形成有序排列，將電子遷移率提升超25%。
實驗數據顯示，在70°C溫差條件下，該材料的熱電優值達到1.64，不僅突破聚合物材料1.28的紀錄，更超越部分柔性無機材料。這種熱流與電流的有效分離機制，使材料在保持柔性的同時實現高效能量轉換。研究人員特別指出，其制備工藝類似報紙印刷的噴涂技術，可實現卷對卷大規模生產，顯著降低制造成本。
該材料已展現出在可穿戴設備領域的應用潛力。利用人體與環境的微小溫差，即可為智能手表、健康監測貼片等設備持續供電。相較于傳統熱電材料需要復雜真空沉積工藝，這種聚合物薄膜的溶液加工特性使其更適用于柔性電子器件的集成制造，為物聯網設備提供新的能源解決方案。
