中国科学院化学研究所科研团队的最新研究成果最近在国际学术期刊《科学》上发表。他们研发了一种特殊塑料热电薄膜材料，这种材料可以通过人体与外界的温差实现热能发电，其核心指标创下同类材料的世界纪录。
这种塑料热电薄膜不仅具有塑料的柔韧性，可以随意弯折，而且使用时一面紧贴人体，另一面接触外界，依靠两面的温差完成热电转化，从而高效收集和利用人体热量进行发电。
研发过程中面临的最大挑战是解决材料导电性和隔热性难以兼顾的问题。材料需要具备良好的导电性以保障电子流动发电，同时又要拥有优异的隔热性以保持两侧温差。这两种特性本质上是相互矛盾的。
为了解决这一难题，科研团队从常见的碳基材料特性入手，发现木炭原子排列混乱，隔热性好但导电性差；而石墨原子排列规整，导电性优但隔热性弱。这是导电与隔热难以兼得的根本原因。最终，团队通过设计一种不规则多级孔结构破解了这个难题。这种结构整体类似海绵🧽，布满大小、形状不一的孔洞，热量接触后会被层层阻隔无法散失，而电子却能在内部的“绿色通道”中顺畅移动，使材料完美兼顾隔热与导电双重需求。
在穿戴安全性方面，这款薄膜也做了全面防护设计，器件外层采用绝缘材质，薄膜内部可实现电子定向传输。测试数据显示，薄膜贴皮肤或接触衣物均不会出现电流泄漏，彻底避免了漏电和短路问题。内部导电结构仅负责将人体热量转化的电能定向传输至待充电的电子设备。
未来，科研团队将继续优化发电效率，有望为智能手表、蓝牙耳机、手环等小型随身设备充电，甚至可能为手机持续供电。
