近日，中国科学院化学所狄重安团队在《Science》发表重磅研究，成功开发出不规则分级多孔热电聚合物（IHP-TEP）薄膜，将软热电材料的无量纲优值（zT）提升至1.64的全新纪录。这一突破性成果的背后，我院建设的国家同步辐射光源金华线站（BL05U-B）提供的共振软X射线散射（RSoXS）技术发挥了关键作用，为材料微观结构的精准表征与性能优化奠定了基础。
共轭聚合物作为软热电材料的核心候选，需同时实现“低导热、高导电”的协同优化，而这一目标高度依赖材料微观结构的精准调控——既要构建多尺度多孔结构抑制热传导，又要保证分子结晶有序性以促进电荷传输。为了更好地表征结构，需要量化大尺度孔隙结构。而传统表征技术存在明显的局限性：SEM、AFM等虽能观测形貌，但无法兼顾纳米级结构细节与统计可靠性；常规硬X射线散射技术对纳米厚度材料的敏感性不足。而合肥光源金华线站的软X射线散射技术，恰好弥补了这一技术缺口，成为破解结构-性能关联难题的关键工具。
（1）跨尺度结构量化，捕捉多孔分布全貌：
IHP-TEP薄膜的核心创新是构建了5.9 nm至1.8 μm的不规则分级孔网络。金华线站的RSoXS技术凭借其长的波长（~5nm）实现了宽尺度的表征能力，无需多种技术拼接，即可一次性精准量化这一跨尺度孔径的统计分布规律，为“多尺度孔增强声子散射”的设计原理提供了直接实验证据。
（2）统计性
IHP-TEP 的孔形状不规则、空间分布随机，单点位表征技术易受局部结构影响导致数据偏差。RSoXS 通过亚毫米尺度光束照射实现统计平均化表征。
成果落地：
技术支撑与科学创新的完美协同
在金华线站RSoXS技术的精准表征支持下，研究团队成功实现了热导率与电导率的解耦优化：IHP-TEP薄膜的晶格热导率降低72%至0.08 W m⁻¹ K⁻¹，总热导率低至0.16 W m⁻¹ K⁻¹，同时载流子迁移率提升≥25%，最终在343 K下实现zT=1.64的创纪录性能，远超传统聚合物热电材料及柔性无机材料。
此外，该技术还为研究的普适性验证提供了保障——将多孔结构策略拓展至PDPP3T、PBTTT等其他聚合物时，RSoXS技术快速量化了不同体系的结构参数，证实了55%~72%的晶格热导率降低及zT>80%的性能提升，为软热电材料的系列化开发提供了通用表征方案。
金华线站（BL05U-B）是由国家同步辐射实验室和浙江光电子研究院合作并依托合肥光源建设的，专注于共振软X射线散射技术的应用与发展，在软物质、高分子材料、生物医药、能源材料等领域的微观结构表征中具有不可替代的优势。此次与狄重安研究员团队的合作，不仅助力了软热电材料实现性能突破，也彰显了大科学装置在支撑基础研究、推动技术创新中的核心作用——通过提供高精度、多功能的表征技术，为科研人员破解关键科学问题、加速成果转化提供了坚实平台。
未来，我院将继续依托国家同步辐射光源金华线站，深化技术迭代与开放合作，推动柔性电子、新能源材料等领域的突破性研究，为我国在高端材料领域的自主创新提供更强有力的技术支撑。