各位听众大家好,今天我们聊聊能源转换中的一件大事。北京时间3月6日,中国科学院化学研究所的朱道本院士和狄重安研究员带领团队搞出了一种特别的塑料材料。这种材料像海绵一样里面布满了大小不一、形状各异的小孔。他们把这些孔变成了“模具”,让聚合物分子整齐地排列起来。研究人员还发现了一个有趣的现象:当聚合物被挤压在狭窄的空间里时,分子反而会自然排成整齐的队列。 这种被称为不规则多级孔结构的热电塑料薄膜有个特点,它能把身体里的“废热”转化成电能。以前制作高性能的这种材料需要重复100次才行,现在通过相分离的方法就像喷漆一样简单,一次就能搞定。朱道本团队成功把它的热电优值从1.28提升到了1.64,这是柔性热电材料领域的新纪录。 研究团队之所以能取得突破,是因为提出了一个“无序-有序”协同调控的理念。整体上看,材料里布满了不规则的孔洞,像是崎岖的山岭;而在这些孔洞中,分子排列得却非常整齐有序。这样一来,热量就很难流动过去,像被堵在了山路上;而电流则可以在这些通道里畅通无阻地前进。 这一成果意义重大。每年全球有超过60%的能源是以废热的形式散失的。如果这种材料能广泛应用,就能像电子高速公路一样把这些“废热”变成宝贵的电能。它不仅能让智能手表、健康监测贴片等可穿戴设备不再频繁充电,还能为物联网传感器和贴附式制冷器件提供关键的材料支撑。 目前国际上报道的柔性无机热电材料的热电优值最高能达到1.4左右。虽然聚合物材料的表现一直落后一些,只有0.5左右,但这次朱道本团队把它提高到了1.28。虽然还比不上柔性无机材料的水平,但这已经是聚合物热电材料领域的重大进步。 这个突破带来了多项性能指标的提升:热导率降低了72%,载流子迁移率提升了52%。这就意味着这种材料既能像保温杯一样阻止热量流动,又能像高速公路一样让电流畅通无阻。 未来如果这种技术走向实用化,人类就能利用周围的温差随时随地发电了。想象一下吧:把它贴在衣服上或者身体上,就能无声无息地为电子设备提供电力。这个“能量魔术师”让我们离“永不断电”的梦想又近了一步。