我國科學家在高性能聚合物熱電材料領域取得重大突破，相關成果已發表于國際頂級學術期刊《Science》。研究團隊通過創新材料設計策略，成功開發出具有獨特結構特征的不規則多級孔熱電聚合物（IHP-TEP）材料，實現了熱電性能的顯著提升。
該研究由中國科學院化學研究所朱道本/狄重安團隊與張德清課題組聯合完成，依托北京分子科學交叉研究平臺和分子材料與器件研究測試平臺開展。研究團隊突破傳統"聲子玻璃-電子晶體"設計理念的矛盾性限制，提出"無序中創造有序"的創新思路，通過發展聚合物的相分離臨界調控方法，構建出具有"多孔無序-狹道有序"特征的薄膜材料。這種特殊結構使納米至微米級的多尺度無序孔結構與孔間區域的有序分子組裝形成協同效應，在有效抑制熱振動傳播的同時大幅提升載流子遷移率。
實驗數據顯示，采用PDPPSe-12和PS兩種聚合物構筑的多孔薄膜展現出多重聲子散射機制，熱導率較傳統材料降低72%，載流子遷移率最高提升52%。優化后的薄膜功率因子達772μW·m?1·K?2，343K時ZT值突破1.64，創下聚合物熱電材料性能新紀錄。更值得關注的是，該材料可通過噴涂技術實現大面積制備，在柔性發電與制冷器件領域展現出廣闊應用前景。
這項突破性成果建立了電荷輸運與聲子散射解耦調控的新范式，為開發高性能熱電塑料及其柔性器件提供了全新路徑。研究團隊通過精準調控聚合物的相分離過程，實現了材料無序性與有序性的協同優化，成功逼近分子材料的本征性能極限。該成果發表于《Science》2026年第391卷1063-1069頁，標志著我國在有機熱電材料領域達到國際領先水平。
作為支撐該研究的重要基礎設施，北京分子科學交叉研究平臺由中科院化學所與北京懷柔科學城建設發展有限公司共同建設，項目總投資3億元，建筑面積1.6萬平方米。該平臺聚焦分子科學前沿領域，為跨學科研究提供了世界一流的實驗條件，此次突破正是其建設成效的生動體現。
