最近，中国科学院化学研究所跟其他科研团队把一种高性能的有机热电材料研究出来了。这个材料有不规则的多级孔结构，可以用于可穿戴发电设备、贴附式制冷还有物联网传感器等方面。想想看，如果你早上跑步的时候戴着一块不用充电的智能手表，仅仅是依靠体温就能一直运行。在夏天的时候，你只要在皮肤上贴上一片薄薄的贴片，就能感觉到清凉。这次中国科学家的突破给大家带来了希望，让这些科幻场景更快地变成现实。 全球每年有超过60%的能源都以废热的形式散失掉了，把这些废热利用起来可以减少很多能源消耗和环境污染。热电材料是一种能量魔术师，能把热能和电能相互转换，整个过程不需要燃料也没有噪音污染。 为了让这种材料变得更加实用，柔性热电材料需要具备柔韧性和可弯折性。它可以贴在人体、衣服或者任何曲面上，默默地把周围的废热转化为电能。这个过程需要高电导率和低热导率相结合，这也是科学界称为“声子玻璃—电子晶体”模型的关键目标。研究团队提出了一个新方法：在无序中创造有序。 他们把聚合物相分离法应用到制造这个材料上，就像油和水混合后会自然分离一样。通过控制条件（比如配比），科研人员能精确地调控孔洞的大小、数量和分布。 这种不规则多级孔热电塑料薄膜取得了很多突破：热导率降低了72%，只有0.16W·m-1·K-1；载流子迁移率提升了52%。功率因子达到772μW·m-1·K-2，zT值突破1.64。这个成绩是非常好的，创造了柔性热电材料在同温区的世界纪录。 这次研究突破了之前认为在弱相互作用主导的有机材料中很难实现电—热输运协同调控的观点。他们利用喷涂工艺给这个材料制造，就像喷漆或者印刷报纸一样简单快速又低成本。 中国科学院化学研究所把这种新型的有机热电材料称为IHP-TEP薄膜。这个研究团队把zT值提升到了1.64，之前他们的成绩是1.28。相比之下这个新成绩大大超过了之前的记录。 长期以来，聚合物热电材料的zT值一直落后于无机材料，但这次研究成功实现了聚合物热电材料zT值大于1.5的历史性跨越。这一突破把聚合物热电材料推向了实用化的门槛。 未来或许我们在衣服面料里就能织入这种材料成为移动电源。这次研究不仅加深了对软物质材料热电转换规律的认知，还给后续研究提供了清晰的路线图。