La nueva mezcla de polímeros crea un sensor de calor ultrasensible

Geles poliméricos con coeficiente Seebeck iónico sintonizable para termópilas impresas ultrasensibles

03.04.2019

Peter Holgersson

El investigador Dan Zhao con el sensor ultrasensible imprimible.

Los científicos del Laboratorio de Electrónica Orgánica han desarrollado un sensor de calor ultrasensible que es flexible, transparente e imprimible. Los resultados tienen potencial para una amplia gama de aplicaciones, desde la cicatrización de heridas y la piel electrónica hasta los edificios inteligentes.

El sensor térmico ultrasensible se basa en el hecho de que ciertos materiales son termoeléctricos. Los electrones en un material termoeléctrico se mueven del lado frío al lado caliente cuando surge una diferencia de temperatura entre los dos lados y una diferencia de voltaje. En el presente proyecto, sin embargo, los investigadores han desarrollado un material termoeléctrico que utiliza iones como portadores de carga en lugar de electrones, y el efecto es cien veces mayor.

Un material termoeléctrico que utiliza electrones puede desarrollar 100 μV/K (microvoltios por Kelvin), que se compara con 10 mV/K del nuevo material. La señal es, por lo tanto, 100 veces más fuerte, y una pequeña diferencia de temperatura da una señal fuerte.

Los resultados de la investigación, llevada a cabo por científicos del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, la Universidad Tecnológica de Chalmers, la Universidad de los Medios de Comunicación de Stuttgart y la Universidad de Kentucky, han sido publicados en Nature Communications.

Dan Zhao, investigador de la Universidad de Linköping y uno de los tres autores principales del artículo, ha descubierto el nuevo material, un electrolito que consiste en un gel de varios polímeros iónicos. Algunos de los componentes son polímeros de tipo p, en los que los iones de carga positiva transportan la corriente. Estos polímeros son bien conocidos de trabajos anteriores. Sin embargo, también ha encontrado un gel polimérico altamente conductor de tipo n, en el que los iones cargados negativamente transportan la corriente. Muy pocos de estos materiales han estado disponibles hasta ahora.

Con la ayuda de los resultados anteriores del trabajo con electrolitos para la electrónica impresa, los investigadores han desarrollado el primer módulo termoeléctrico impreso en el mundo que utiliza iones como portadores de carga. El módulo consta de n- y p-legs enlazados, donde el número de conexiones de las patas determina la intensidad de la señal que se produce. Los científicos han utilizado la serigrafía para fabricar un sensor térmico de alta sensibilidad, basado en los diferentes polímeros complementarios. El sensor térmico tiene la capacidad de convertir una pequeña diferencia de temperatura en una señal fuerte: un módulo con 36 patas conectadas da 0,333 V para una diferencia de temperatura de 1 K.

"El material es transparente, blando y flexible y puede utilizarse en un producto altamente sensible que puede imprimirse y, de este modo, utilizarse en grandes superficies. Las aplicaciones se encuentran en la cicatrización de heridas, donde se utiliza un vendaje que muestra el progreso del proceso de cicatrización, y en la piel electrónica", dice Dan Zhao.

Otra posible aplicación es el intercambio de temperatura en edificios inteligentes.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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