將人體散發(fā)的多余熱量轉(zhuǎn)化為電能，為隨身電子設(shè)備充電——這一曾出現(xiàn)在科幻作品中的場景，正隨著新型熱電材料的突破逐漸走向現(xiàn)實。中國科學(xué)院化學(xué)研究所科研團隊近日宣布，成功研發(fā)出一種兼具柔韌性與高效能的塑料熱電薄膜，其核心性能指標(biāo)刷新全球同類材料紀(jì)錄，相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊。

傳統(tǒng)熱電材料長期面臨“導(dǎo)電性”與“隔熱性”難以兼顧的困境。以碳基材料為例，石墨因原子規(guī)則排列雖導(dǎo)電性強，但隔熱性能差；木炭因原子無序排列雖能隔熱，卻幾乎不導(dǎo)電。這種矛盾導(dǎo)致材料無法同時滿足“鎖住人體熱量形成溫差”與“保障電子順暢流動發(fā)電”的雙重需求，成為制約熱電技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

科研團隊通過創(chuàng)新設(shè)計材料微觀結(jié)構(gòu)破解難題。新型薄膜采用不規(guī)則多級孔結(jié)構(gòu)，整體呈現(xiàn)海綿狀特征，內(nèi)部布滿大小不一、形狀各異的孔洞。這種特殊結(jié)構(gòu)使熱量在傳導(dǎo)過程中遭遇“迷宮式”阻礙，如同翻越崇山峻嶺般難以逸散；而電子則可通過材料構(gòu)建的“專用通道”自由移動，實現(xiàn)高效導(dǎo)電。實驗數(shù)據(jù)顯示，該材料在保持優(yōu)異柔韌性的同時，成功將導(dǎo)電與隔熱性能提升至國際領(lǐng)先水平。

針對穿戴安全性問題，研究團隊采用多層復(fù)合設(shè)計：外層為絕緣材料，確保與皮膚或衣物接觸時不會漏電；內(nèi)層構(gòu)建定向電子傳輸通道，僅允許人體熱量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電能定向輸送至充電設(shè)備。測試表明，即使薄膜直接貼合皮膚或與衣物摩擦，也不會產(chǎn)生電流泄漏或短路現(xiàn)象。

目前，該材料已實現(xiàn)為智能手表、藍(lán)牙耳機等小型設(shè)備供電的初步應(yīng)用?？蒲腥藛T正持續(xù)優(yōu)化發(fā)電效率，未來有望擴展至手機等更大功率設(shè)備的持續(xù)供電場景。這項突破不僅為可穿戴設(shè)備能源供應(yīng)提供了新方案，更在醫(yī)療監(jiān)測、戶外作業(yè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。