2026 年 3 月 5 日，中科院化学所的团队以 “Irregular hierarchical-porous polymer for high-performance soft thermoelectrics” 为题，相关研究正式发表在顶级期刊《Science》上。
可穿戴电子、贴附式物联网设备的爆发，我们越来越需要一种能 “自给自足” 的柔性能源：不用频繁充电，能跟着身体弯折，最好还能把我们身上没用的体温给利用起来。
柔性热电器件刚好能做到这一点：它可以靠着人体和环境的温差发电，给设备供电；反过来还能实现薄膜制冷，给手机或者芯片降温。
而有机热电材料，也就是我们常说的 “热电塑料”，本来是这个领域的理想候选 —— 它天生柔软，还能像刷油漆一样用溶液加工，成本低还能做大批量生产。但这么多年来，它一直卡在两个瓶颈上：性能上不去，加工还复杂，一直没法真正用起来。
热电材料有个理想模型，叫 “声子玻璃 - 电子晶体”：说白了就是，要让热量（声子）像在玻璃里一样，很难传过去，这样才能留住温差；同时要让电荷（电子）像在晶体里一样，跑得飞快，这样才能高效发电。
但这俩需求本来就是矛盾的：要让声子难传，就得给材料加很多无序的缺陷，可无序又会让电子跑不动；要让电子跑得快，就得让分子排列得整整齐齐，可整齐的结构又会让热量很容易传过去。
之前这个团队虽然靠多周期异质组装的思路，把性能提了一大步，但还是没法同时把这几个参数都优化到极致，摸不到分子材料的性能天花板。
这一次，他们换了个思路：在无序的孔洞里，给电子留出有序的通道。
他们把两种聚合物 ——PDPPSe-12 和 PS，用相分离的方法，做出了一种叫 “不规则多级孔热电聚合物（IHP-TEP）” 的新材料。这种材料的结构特别有意思：
• 整个材料里的孔洞，是乱七八糟、大小不一的：从不到 10 纳米的小孔，到微米级的大孔，跨了好几个尺度，完全是无序的；
• 但孔洞和孔洞之间的那些 “墙”，也就是剩下的聚合物区域，分子反而排列得特别整齐，是有序的。
IHP-TEP 结构的设计思想与表征结果 | 来源：中国科学院化学研究所
这样一来，热量传过来的时候，会被这些乱七八糟的孔洞到处散射，根本跑不动；而电子呢，只需要在那些整齐的 “通道” 里跑，完全不受影响，反而因为限域效应，跑得比原来还快！
这么复杂的跨尺度结构，普通的表征手段根本看不全。为了搞清楚这个结构到底长什么样，是不是真的能实现我们想要的效果，团队联合了国内的大科学装置，用上了纳米计算机断层成像（nano-CT）技术、共振软 X 射线散射（RSoXS）技术、3ω 法测试系统、热电性能综合测试平台等一系列顶尖的表征与测试技术，把这个材料从里到外摸得一清二楚。这直接刷新了柔性聚合物热电材料的世界纪录，把这类材料的性能推到了一个全新的高度。
更重要的是，这种材料的加工特别简单：它可以用喷涂技术，直接大面积制备，不用复杂的工艺，成本还低。
这意味着，这种 “热电塑料” 离实用化真的不远了：以后我们的智能手表，可能贴在手腕上，靠着体温就能一直发电，再也不用天天摘下来充电；贴在身上的健康传感器，也能一辈子不用换电池；甚至工业上的废热回收，也能用这种低成本的柔性材料来做。
