Oprettelse af strækbare termoelektriske generatorer

For første gang, der er skabt et blødt og strækbart organisk termoelektrisk modul, der kan høste energi fra kropsvarme. Gennembruddet blev muliggjort af et nyt kompositmateriale, der kan have udbredt brug i smart tøj, bærbar elektronik og elektronisk hud.

Forskere ved Laboratory of Organic Electronics ved Linköpings Universitet har udviklet et organisk kompositmateriale med unikke egenskaber - ikke kun er det blødt og strækbart, den har også en høj elektrisk ledningsevne og gode termoelektriske egenskaber. Dette gør den ideel til mange bærbare applikationer.

Forskerne har offentliggjort resultatet i Naturkommunikation , sammen med kolleger fra Belgien, New Zealand og Californien.

Nara Kim, postdoc og ledende forskningsingeniør i Laboratoriet for Organisk Elektronik, har kombineret tre materialer:den ledende polymer PEDOT:PSS, en vandopløselig polyurethan gummi, og en ionisk væske. Resultatet er en komposit med unikke egenskaber. PEDOT:PSS giver den termoelektriske egenskaber, gummiet giver elasticitet, og den ioniske væske sikrer blødhed.

Nara Kim har udført forskningen under ledelse af professor Xavier Crispin og universitetslektor Klas Tybrandt, både på Laboratoriet for Økologisk Elektronik.

"Xavier Crispin er en pioner inden for organiske termoelektriske materialer; Klas Tybrandt er ekspert i bløde elektroniske materialer; og jeg bidrager med min viden om organiske kompositter. Ideen til det nye materiale fik vi sammen, " hun siger.

PEDOT:PSS er den mest almindelige ledende polymer og bruges i mange applikationer, ikke mindst på grund af dens gode termoelektriske egenskaber. Men tyk polymerfilm er for hård og skør til at blive integreret i bærbar elektronik.

"Vores materiale er 100 gange blødere og 100 gange mere strækbart end PEDOT:PSS, siger Klas Tybrandt, der leder gruppen af ​​Soft Electronics på Laboratoriet for Økologisk Elektronik.

"Evnen til at kontrollere materialets struktur både på nanoskala og mikroskala giver os mulighed for at kombinere de forskellige materialers fremragende egenskaber i en komposit, " han siger.

Den nye komposit er også printbar.

"Kompositten blev formuleret ved vandbaseret opløsningsblanding, og den kan printes på forskellige overflader. Når overfladen bøjer eller folder, kompositten følger bevægelsen. Og processen til fremstilling af kompositten er billig og miljøvenlig, " siger Nara Kim.

Forskerne ser en lang række nye muligheder ved at bruge materialet til at skabe bløde og elastiske organiske ledende materialer.

"Der er mange ioniske væsker, ledende polymerer og traditionelle elastomerer, der kan kombineres for at give nye nanokompositter til mange applikationer, såsom termoelektriske generatorer, superkondensatorer, batterier, sensorer, og i bærbare og implanterbare applikationer, der kræver tykke, elastiske og elektrisk ledende materialer, " siger Xavier Crispin.