问题：“双碳”目标与终端设备小型化趋势推动下，如何将环境温差、人体热量以及工业与电子设备产生的废热高效转化为可用电能，成为能源利用与智能终端发展的共同课题。热电材料因可实现热能与电能的直接转换，同时还能用于固态制冷，被认为是废热回收、无压缩机制冷等领域的重要技术路径。但现实应用中，材料效率、柔性与可规模制备之间的矛盾仍较突出，限制了热电技术在可穿戴设备、贴附式传感网络等场景的普及。 原因：热电性能提升面临“电与热难以兼得”的核心瓶颈——材料既要让电荷高效通过以获得较高导电能力，又要尽可能阻碍热量传递以维持温差。传统无机热电材料在性能上具有优势，但普遍存在质脆、密度大、加工难度高等问题，难以适配弯折、贴附、拉伸等柔性应用需求。相较之下，聚合物热电材料具有轻质、柔性好、成本可控、工艺兼容性强等优势，适于制备大面积薄膜器件，但长期以来其电输运能力偏弱、综合性能指标相对落后，成为走向实用化的重要障碍。如何在不牺牲柔性的前提下同时提升电荷输运并降低热传导，是聚合物热电材料研究的关键难题。 影响：记者从中国科学院化学研究所获悉，该所朱道本院士、狄重安研究员联合国内合作者提出“在无序中创造有序”的协同调控思路，研制出一种具有不规则多级孔结构的塑料热电薄膜。该薄膜内部形成纳米至微米尺度、尺寸各异且分布无序的孔洞网络，可有效散射并阻断热量传递，显著降低热导；，纳米级孔隙又促使聚合物分子链在局部形成更有序的排列通道，从而提升电荷输运效率，实现了对“电—热”两类传输过程的同步优化。据科研人员介绍，这种结构设计相当于让热量在“崎岖地形”中迂回前行，而电子则沿更顺畅的“通道”快速通过。有关成果在同温区核心性能指标上创下柔性热电材料新纪录，为聚合物热电薄膜在实际工况下输出能力提升提供了新的材料方案，并于北京时间3月6日发表于国际学术期刊《科学》。 对策：业内专家指出，推动热电材料从实验室走向应用，需要在材料设计、器件工程与产业化工艺上形成合力。一上，应围绕微结构调控、界面工程与稳定性提升，改进聚合物体系潮湿、汗液、反复弯折等真实环境下的可靠性与寿命；另一上，要面向应用场景推进器件集成设计，包括热端与冷端的热管理、与柔性基底的匹配、与传感器与低功耗芯片的电学接口等，形成从材料到系统的可验证方案。同时，可规模化制备上，应评估薄膜成形一致性、孔结构可控性及批量生产成本，推动标准化测试与评价体系建立，以便不同材料与器件方案之间进行可比对的性能评估。 前景：随着物联网节点数量快速增长、可穿戴健康监测需求上升以及电子设备散热压力增大，利用小温差实现“自供能”或“辅助供能”的需求日益迫切。聚合物热电薄膜具备贴附性强、可覆盖曲面与大面积制备等特点，未来有望在人体体表能量采集、管线与设备表面废热回收、低功耗传感网络供电、局部贴附式制冷与温控等拓展应用边界。此次多级孔结构策略在“抑热增电”上的协同效果，为柔性热电材料设计提供了可借鉴路径，也为后续探索更高性能、更高环境稳定性与更强工程适配能力的材料体系奠定了基础。业内预计，随着材料与器件工程联合推进，热电技术在分布式能源利用与智能终端领域的渗透率有望深入提升。
中国科学家在功能材料领域持续取得突破。这项研究证明，通过微观结构创新可以突破材料性能极限，为绿色能源技术开辟新路径。随着材料优化和工艺成熟，热电技术有望深刻改变未来能源利用方式。