Verdens første varmedrevne transistor

Dan Zhao og Simone Fabiano ved Laboratory of Organic Electronics, Linköpings Universitet, har skabt en termoelektrisk organisk transistor. En temperaturstigning på en enkelt grad er tilstrækkelig til at forårsage en detekterbar strømmodulation i transistoren. Resultaterne er nu offentliggjort i Naturkommunikation .

"Vi er de første i verden til at præsentere et logisk kredsløb, i dette tilfælde en transistor, der styres af et varmesignal i stedet for et elektrisk signal, " siger professor Xavier Crispin fra Laboratory of Organic Electronics, Linköpings Universitet.

Den varmedrevne transistor åbner mulighed for mange nye applikationer, såsom at detektere små temperaturforskelle, og brug af funktionelle medicinske forbindinger, hvor helingsprocessen kan overvåges.

Det er også muligt at producere kredsløb styret af varmen i infrarødt lys til brug i varmekameraer og andre applikationer. Den høje varmefølsomhed, 100 gange større end traditionelle termoelektriske materialer, betyder, at et enkelt stik fra den varmefølsomme elektrolyt, der fungerer som sensor, til transistorkredsløbet er tilstrækkeligt. En sensor kan kombineres med en transistor for at skabe en "smart pixel."

En matrix af smarte pixels kan derefter bruges, for eksempel, i stedet for de sensorer, der i dag bruges til at detektere infrarød stråling i varmekameraer. Med mere udvikling, den nye teknologi kan potentielt muliggøre et nyt varmekamera i din mobiltelefon til en lav pris, da de nødvendige materialer hverken er dyre, sjælden eller farlig.

Den varmedrevne transistor bygger på forskning, der førte til produktion af en superkondensator opladet af solens stråler for et år siden. I kondensatoren, varme omdannes til elektricitet, som så kan gemmes i kondensatoren indtil det er nødvendigt.

Forskerne ved Laboratory of Organic Electronics havde søgt blandt ledende polymerer og fremstillet en flydende elektrolyt med 100 gange større evne til at omdanne en temperaturgradient til elektrisk spænding end de elektrolytter, der tidligere blev brugt. Den flydende elektrolyt består af ioner og ledende polymermolekyler. De positivt ladede ioner er små og bevæger sig hurtigt, mens de negativt ladede polymermolekyler er store og tunge. Når den ene side er opvarmet, de små ioner bevæger sig hurtigt mod den kolde side, og der opstår en spændingsforskel.

"Da vi viste, at kondensatoren virkede, vi begyndte at lede efter andre anvendelser af den nye elektrolyt, " siger Xavier Crispin.

Dan Zhao og Simone Fabiano har vist, efter mange timer i laboratoriet, at det er fuldt ud muligt at bygge elektroniske kredsløb, der styres af et varmesignal.