在智能穿戴设备日益普及的今天，频繁充电成为困扰用户的普遍难题。若能将人体体温或环境温差转化为电能，或将彻底改变电子设备的供电模式。近日，我国科研团队在热电材料领域取得重大突破，为可穿戴设备自供电技术开辟了新路径。
中国科学院化学研究所联合国内多所高校的研究团队，在国际顶级学术期刊《科学》上发表最新成果。他们研发的塑料热电薄膜通过独特的结构设计，将热电优值提升至1.64，刷新了柔性热电材料在相同温度区间的性能纪录。这项突破为智能手表、健康监测贴片等设备的持续供电提供了关键材料支撑。
热电材料被誉为"能量转换魔术师"，其核心价值在于实现热能与电能的直接转换。据统计，全球每年约60%的能源以废热形式散失，若能有效回收利用，将产生巨大的节能减排效益。柔性热电材料因其可弯曲特性，能够贴合人体或衣物表面，将体表或环境中的微小温差转化为电能。理想的材料需同时具备高电导率（保障电子流动）和低热导率（抑制热量传导），这一矛盾特性长期制约着材料研发。
传统聚合物热电材料存在性能瓶颈，其热电优值长期低于0.5，远落后于柔性无机材料的1.0-1.4。研究团队创新性地提出"无序-有序"协同调控理念，通过构建"多孔无序-狭道有序"的双重结构破解难题。材料整体呈现海绵状多孔结构，孔径范围从5.9纳米至1.8微米不等，这种无序分布迫使热量在传导时不断改变路径；而纳米级孔隙则像精密模具，引导聚合物分子形成高度有序的排列通道，保障电子高效传输。
该材料的制备工艺具有突破性意义。研究团队采用聚合物相分离技术，利用不同组分在溶液中的自然分离特性形成目标结构。这一过程类似油水混合后的自动分层，但通过精确控制条件，使聚合物在狭小空间内被迫形成有序排列。更值得关注的是，新工艺与喷涂技术完全兼容，可像喷漆一样实现材料的大面积快速制备，相比传统需要重复100次的制备方法，效率得到质的提升。
性能测试数据显示，新型热电薄膜的热导率较传统材料降低72%，载流子迁移率提升最高达52%。在人体与环境5-10℃的温差条件下，材料已能产生足够支持可穿戴设备运行的电能。由于采用有机聚合物基材，该材料具有出色的柔韧性和环境适应性，可贴附于建筑曲面、野外设备等复杂表面，为物联网传感器提供永不枯竭的能源。
这项突破打破了"有机材料难以实现电-热输运协同调控"的传统认知，使聚合物热电材料正式跨入实用化阶段。随着制备工艺的持续优化，未来或可实现像印刷报纸一样大规模生产热电薄膜，为智能穿戴、物联网、绿色建筑等领域带来革命性变化。当这种材料被编织进衣物纤维，人们穿着的或许就是一套移动发电装置；当传感器不再需要更换电池，物联网的部署将突破最后一道障碍。
