將人體散發的多余熱量轉化為電能，為隨身電子設備充電——這一科幻感十足的設想，正隨著新型熱電材料的突破逐漸走向現實。中國科學院化學研究所團隊近日宣布，成功研發出一種兼具柔韌性與高效能的塑料熱電薄膜，其核心性能指標刷新全球同類材料紀錄，相關成果已發表于國際權威期刊《科學》。
這種僅有幾微米厚的薄膜材料，外觀與普通塑料無異，卻暗藏玄機。研究人員介紹，其獨特之處在于能同時實現“隔熱”與“導電”兩大矛盾特性：當薄膜一面貼合人體、另一面暴露于外界時，人體與環境間的微小溫差即可驅動熱電轉換過程，將廢熱轉化為電能。實驗數據顯示，在人體與室溫相差約10攝氏度的條件下，薄膜的發電效率較傳統材料提升近一倍，足以滿足智能手表、無線耳機等小型設備的充電需求。
破解這一技術難題的關鍵，在于材料內部構建的“不規則多級孔結構”。科研團隊通過精密控制薄膜的微觀形貌，使其形成類似海綿的立體網絡，其中布滿大小、形狀各異的納米級孔洞。這種結構對熱量傳遞形成天然屏障——如同崇山峻嶺般阻礙熱流擴散；卻為電子傳輸開辟了“專用通道”，確保電流高效流動。項目負責人比喻道：“就像在材料內部同時建造了保溫層和高速公路，讓熱量出不去、電子跑得快。”
安全性測試顯示，該材料已通過多重防護設計消除漏電風險。薄膜外層采用絕緣封裝，內部電子定向傳輸路徑與外界完全隔離，即使直接接觸皮膚或衣物也不會產生電流泄漏。研究人員演示稱，將薄膜貼在手臂上連接LED燈，燈光持續明亮；而用手指觸碰材料表面時，完全感受不到電流刺激。
目前，團隊正著力優化材料的熱電轉換效率與機械耐久性，計劃通過調整孔洞結構參數和引入新型導電聚合物，進一步提升發電性能。據測算，當材料發電效率達到5%時，即可滿足手機等大功率設備的持續供電需求。這項突破不僅為可穿戴設備供電提供了新方案，更可能催生自發熱服裝、醫療監測貼片等創新應用，開啟人體熱能回收利用的新紀元。
