问题——可穿戴设备、健康监测贴片等终端快速普及，续航焦虑与频繁充电成为普遍痛点；另外，工业过程与日常环境中大量能量以废热形式散失。如何将人体体温、环境温差等“低品位热”高效转化为电能，是推动终端设备“自供能”、提升能效与减排水平的重要路径。柔性热电材料可贴合皮肤、织物及复杂曲面，具备实际场景中规模化应用的潜力，但长期受限于关键性能难以兼得。 原因——热电材料的核心指标热电优值取决于电学与热学性质的协同：既要让电荷传输顺畅，又要尽可能阻断热量传递。对聚合物体系而言，材料柔韧、易加工的优势明显，但在微观结构上往往难以同时实现“高电导/高迁移率”和“低热导”。国际上柔性无机热电材料表现相对领先，而聚合物材料多徘徊在较低水平，成为其从实验室走向可穿戴发电与柔性制冷应用的关键掣肘。此前提升聚合物热电性能的路线，常伴随制备流程复杂、重复步骤多、放大制造难等问题。 影响——北京时间3月6日，中国科学院化学研究所朱道本院士、狄重安研究员团队联合国内合作者在国际学术期刊《科学》发表成果：团队构建出一种不规则多级孔热电塑料薄膜，在同温区实现热电优值1.64，达到该类柔性材料的领先水平。研究显示，该薄膜通过结构设计显著降低热传导、提升电输运能力：热导率下降约72%，载流子迁移率最高提升约52%。这个进展不仅在指标上跨越聚合物热电材料长期“天花板”，也为柔性器件在低温差条件下提升输出能力提供了新的材料方案。 对策——面向“电与热难以兼顾”的共性难题，团队提出“无序—有序协同调控”的设计思路：在宏观上引入分布不规则、尺度跨越纳米至微米的多级孔结构，使热量传递路径被不断打断与折返，从而有效抑制热扩散；在微观上利用纳米级受限空间诱导聚合物分子链更有序排列，形成更利于电荷传输的通道。该结构由聚合物相分离过程实现：在相分离与受限挤压的共同作用下，多孔“无序骨架”与“狭道有序通道”得以同步构筑。值得关注的是，新方法与喷涂等工艺路线相容，可实现一次成型，降低了制备复杂度，为后续器件化、规模化制造提供了更现实的工艺基础。 前景——业内认为，柔性热电材料的价值不仅在于“发电”，还可拓展至贴附式微型制冷、分布式传感与边缘计算供能等场景：在物联网节点密集部署、设备维护成本高的情况下，自供能能力有望减少电池更换与充电频次；在医疗健康监测中，柔性、可贴附的材料形态将提升佩戴舒适性与数据连续性。下一步，有关研究仍需在器件集成、稳定性与耐久性、人体佩戴安全与舒适性评估、以及面向实际温差条件下的系统能量管理各上持续推进，同时完善从材料到组件、从实验室指标到场景性能的验证链条。随着材料设计理念与制造工艺深入成熟，热电技术在废热回收与低碳能源体系中的应用空间有望进一步打开。
在全球推进碳中和目标的背景下，高效能源转换技术的突破具有特殊意义。我国科学家此次取得的成果不仅是基础研究的重大进展，更为节能减排提供了新的技术路径。随着研究的深入和工艺的优化，柔性热电技术或将重塑未来能源利用方式，为可持续发展注入新动能。（完）