Новая полимерная смесь создает сверхчувствительный датчик тепла

Прочитано: 166 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Ученые из Лаборатории органической электроники разработали сверхчувствительный датчик температуры, гибкий, прозрачный и пригодный для печати. Результаты имеют потенциал для широкого спектра применений — от заживления ран и электронной кожи до умных зданий.

Сверхчувствительный датчик температуры основан на том факте, что некоторые материалы являются термоэлектрическими. Электроны в термоэлектрическом материале перемещаются с холодной стороны на теплую сторону, когда между двумя сторонами возникает разность температур и возникает разность напряжений. В этом настоящем проекте, однако, исследователи разработали термоэлектрический материал, который использует ионы в качестве носителей заряда вместо электронов, и эффект в сотни раз больше.

Термоэлектрический материал, который использует электроны, может развить 100 мкВ / К (микровольт на Кельвин), что сопоставимо с 10 мВ / К для нового материала. Таким образом, сигнал в 100 раз сильнее, и небольшая разница температур дает сильный сигнал.


Результаты исследований, проведенных учеными из Лаборатории органической электроники в Университете Линчепинга, Технологического университета Чалмерса, Штутгартского Университета СМИ и Университета Кентукки, были опубликованы в журнале Nature Communications .

Дэн Чжао, научный сотрудник Университета Линчёпинга и один из трех основных авторов статьи, открыл новый материал — электролит, состоящий из геля из нескольких ионных полимеров. Некоторые компоненты представляют собой полимеры р-типа , в которых положительно заряженные ионы переносят ток. Такие полимеры хорошо известны из предыдущих работ. Однако она также нашла высокопроводящий полимерный гель n-типа , в котором отрицательно заряженные ионы переносят ток. Очень мало таких материалов было доступно до сих пор.

С помощью предыдущих результатов работы с электролитами для печатной электроники исследователи разработали первый в мире печатный термоэлектрический модуль, в котором в качестве носителей заряда используются ионы . Модуль состоит из связанных n- и p-ответвлений, где количество соединений ответвлений определяет, насколько сильный сигнал генерируется. Ученые использовали трафаретную печать для изготовления высокочувствительного термодатчика на основе различных и дополнительных полимеров. Тепловой датчик обладает способностью преобразовывать небольшую разницу температур в сильный сигнал: модуль с 36 соединенными ветвями выдает 0,333 В при разнице температур 1 К.

«Материал прозрачный, мягкий и гибкий, и его можно использовать в высокочувствительном продукте, который можно печатать и, таким образом, использовать на больших поверхностях. Применяются при заживлении ран , где повязка, показывающая ход процесса заживления, используется, и для электронной кожи, «говорит Дэн Чжао.

Другое возможное применение — обмен температурой в интеллектуальных зданиях.

Новая полимерная смесь создает сверхчувствительный датчик тепла



Новости партнеров

Загрузка...