3月6日,中科院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员的研究团队有了新突破。他们研发了一种新型柔性热电薄膜,这种薄膜的表面像被虫子咬过一样千疮百孔。这个团队通过优化材料的孔洞结构,大幅提高了热电性能,不仅降低了热导率72%,还让导电能力提升了52%。 这个突破把“能量魔术师”的能力发挥到了极致。热电材料利用“塞贝克效应”把温差转换成电能,也能通过“帕尔贴效应”用电来制冷。这种转换过程绿色无污染,没有噪音也不需要燃料。 给可穿戴设备供电一直是个难题。聚合物材料本来是个不错的选择,但是它们想要快速导电和缓慢导热却很难两全其美。为了克服这个困难,研究团队把两种塑料混合起来,让它们自然分开。 这样的设计让杂乱的孔洞负责挡住热量的传递,狭窄的缝隙则迫使导电分子整齐排列。这就像是给高速路上修了专用车道一样。不仅让材料更有弹性,还能像喷油漆一样轻松地把薄膜喷涂出来。 在这种不规则多级孔结构下,研究显示这种材料在约70摄氏度时的热电优值达到了1.64。这个数值刷新了同类材料的世界纪录。它比无机材料更好地解决了热量传递和电流运输之间的矛盾。 这个成果为未来的智能手表和衣服变成电源等应用提供了关键支持。