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中科院突破柔性熱電材料世界紀錄 人體或可為手表供電

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2026-03-06 12:51 |

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  香港中通社3月6日電 中國科學院化學研究所6日宣布,在柔性熱電材料領域取得重大突破,成功研製出一種具有不規則多級孔結構的塑料熱電薄膜,其熱電優值(zT值)高達1.64,創下柔性熱電材料同溫區性能的世界紀錄,首次實現聚合物熱電材料zT值超越1.5的歷史性跨越。

  該成果標誌著柔性熱電技術邁入實用化新階段。據介紹,未來應用場景廣闊,僅憑人體與環境5至10℃的溫差,即可為智能手表持續供電;輕薄貼片可實現局部製冷;甚至可織入衣物成為“移動電源”。在物聯網時代,該技術還能為海量分布式傳感器提供免電池能源解決方案。

  熱電材料能通過塞貝克效應將廢熱直接轉化為電能,或利用帕爾貼效應實現無噪音製冷,在綠色能源與可穿戴設備領域潛力巨大。然而,長期以來,聚合物材料因難以同時實現高電導率與低熱導率,zT值遠低於無機材料,成為產業化瓶頸。

  研究團隊創新提出“多孔無序-狹道有序”雙重結構設計:材料整體如海綿般布滿不規則微孔,有效抑制熱傳導;而在納米尺度的孔道內,聚合物分子卻高度有序排列,保障電子高效傳輸。這一結構成功解耦並協同優化了電與熱的輸運性能,攻克了“魚與熊掌不可兼得”的核心難題。

  值得留意的是,該材料採用“聚合物相分離”方法製備,兼容噴塗工藝,可一次成型,大幅降低生產成本與工藝複雜度,為規模化應用鋪平道路。(完)

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