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| “体温供电”有望让电子设备永不断电 |
| 加入时间：2026-03-09 来源：文汇报 作者：许琦敏 |
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中国科研团队最新成果登上《科学》杂志
“体温供电”有望让电子设备永不断电
靠体温供电、让衣服变成随身电源，这些曾经只存在于想象中的未来科技场景正走向现实。中国科研团队研制出新型热电聚合物薄膜，其核心性能创下柔性热电材料同温区世界纪录，有望将人体或环境“废热”持续转化为电能。近日，这一最新成果登上国际学术期刊《科学》。
随着智能手表、健康监测贴片等可穿戴设备越来越多，频繁充电成为一件麻烦事儿。若能利用体温和各种环境温差发电，就能让这些电子设备“自供电”，从而实现永不断电。然而，要达成这一愿景，热电材料的性能是关键。
热电材料是一种能够实现热能与电能相互转换的神奇材料，尤其是有机热电材料更因其柔软、可溶液喷涂等特性，能贴附于任意曲面，将废热转化为电能。与传统无机热电材料相比，它们具有质轻、柔性好、可大面积印刷等显著优势，在废热回收、固态制冷等领域具有广阔应用前景，尤其适用于可穿戴设备、物联网传感器等新型电子产品的自供电需求。
然而，长期以来，聚合物热电材料的性能始终落后于无机材料，突破这种材料性能，一直被科学界视为重大难题和颠覆性研究方向之一。其中，最关键的挑战在于材料的各性能参数相互影响、制约，很难独立调控。
理想的热电材料要满足两个看起来相互矛盾的要求：在热量传递上，像玻璃一样具有无序结构，让声子寸步难行；在电荷传输上，材料要像晶体一样具有有序的分子堆积，让电荷畅通无阻——这种“电-热输运的协同调控”难度极高，成为长期制约聚合物热电性能提升的瓶颈。
此次登上《科学》杂志的成果，来自中国科学院化学研究所朱道本院士、狄重安研究员团队及其国内合作者。他们提出“无序中创造有序”的新策略，建立了一种全新协同调控机制，由此研制出一种“千疮百孔”的新型热电聚合物薄膜。
狄重安研究员介绍，这一新型材料具有不规则多级孔结构，其核心性能指标热电优值在343开尔文（约70℃）温度下达到1.64。从研究团队拍摄下的微观结构图片上可以看到，该材料内部布满尺寸各异、形状不一、分布无序的纳米至微米级孔洞。它们如同在崎岖山地中修建高速公路：无序孔洞迫使热量“翻山越岭”、寸步难行，而有序分子通道则保障电荷“高速通行”——两者各司其职，互不干扰，成功将电与热的输运分别控制，协同提升材料整体性能。
研究团队还进一步实现了对该材料孔的大小、数量和分布的精细调控。目前，这一新型材料结构可使热导率降低72%、载流子迁移率最高可提升52%。更值得一提的是，这种不规则多级孔结构还与喷涂技术相兼容，在大面积柔性发电方面具有重要应用潜力。
该研究为柔性热电材料领域提供了新的发展路径。未来，随着相关技术的持续发展，这种神奇材料有望成为可穿戴设备的微型发电站或贴身空调，让废弃热量变为无处不在、触手可及的绿色能源。
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