快科技3月7日消息,近日,中國科學院化學研究所科研團隊的最新研究成果登上國際學術期刊《科學》,其研發的特殊塑料熱電薄膜材料,可通過人體與外界的溫差實現熱能發電,核心指標創下同類材料世界紀錄。
這款塑料熱電薄膜兼具塑料的柔韌性,可隨意彎折,使用時一面緊貼人體、一面接觸外界,依靠兩面的溫差完成熱電轉化,實現人體熱量的高效收集與發電。
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研發的核心難點,在于解決材料導電性與隔熱性難以兼顧的行業難題——材料需具備良好導電性保障電子流動發電,又要擁有優異隔熱性保住兩側溫差,這兩種特性本就相互矛盾。
科研團隊以常見的碳基材料特性為突破口,發現木炭原子排列混亂隔熱性好但導電性差,石墨原子排列規整導電性優但隔熱性弱,這也是導電與隔熱難以兼得的根本原因。
最終團隊通過設計不規則多級孔結構破解難題,該結構整體類似海綿,布滿大小、形狀不一的孔洞,熱量接觸后會被層層阻隔無法散失,電子卻能在內部的"綠色通道"中順暢移動,讓材料完美兼顧隔熱與導電雙重核心需求。
在穿戴安全性上,這款薄膜也做了全面防護設計,器件外層采用絕緣材質,薄膜內部可實現電子定向傳輸。
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測試數據顯示,薄膜貼皮膚、接觸衣物均不會出現電流泄漏,徹底避免漏電、短路問題,內部導電結構僅負責將人體熱量轉化的電能,定向傳輸至待充電的電子設備。
在發電效率方面,科研團隊還會繼續優化,為智能手表、藍牙耳機、手環這些小型隨身設備充電,未來說不定還能給手機持續供電。
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