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- 新型聚合物混合物創(chuàng)造了超靈敏的熱傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/11/18
趙丹研究員用印刷的超靈敏傳感器。圖片提供：Peter Holgersson
有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們開發(fā)了一種超靈敏的熱傳感器，該傳感器具有柔性，透明性和可打印性。其結(jié)果具有廣泛的應(yīng)用潛力-從傷口愈合和電子皮膚到智能建筑。
超靈敏熱傳感器基于某些材料是熱電的事實(shí)。當(dāng)熱電材料中的電子在兩側(cè)之間出現(xiàn)溫差時(shí)，它們的電子會(huì)從冷端移動(dòng)到熱端，并產(chǎn)生電壓差。然而，在本項(xiàng)目中，研究人員開發(fā)了一種熱電材料，該材料使用離子代替電子作為電荷載體，其作用要大一百倍。
使用電子的熱電材料可以產(chǎn)生100 μV / K（微伏每開爾文）的值，與之相比，新材料可產(chǎn)生10 mV / K的值。因此，該信號(hào)的強(qiáng)度是其100倍，而較小的溫度差將給出一個(gè)強(qiáng)信號(hào)。
該研究的結(jié)果由林雪平大學(xué)，查爾默斯工業(yè)大學(xué)，斯圖加特媒體大學(xué)和肯塔基大學(xué)的有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家進(jìn)行，已在《自然通訊》上發(fā)表。
Link?ping大學(xué)的研究員Dan Dan是本文的三位主要作者之一，他發(fā)現(xiàn)了這種新材料，一種由幾種離子聚合物凝膠組成的電解質(zhì)。一些成分是p型聚合物，其中帶正電的離子攜帶電流。這種聚合物是從先前的工作中眾所周知的。但是，她還發(fā)現(xiàn)了一種n型高導(dǎo)電性聚合物凝膠，其中帶負(fù)電荷的離子載有電流。到目前為止，很少有此類材料可用。
借助先前用于印刷電子產(chǎn)品的電解質(zhì)的研究結(jié)果，研究人員現(xiàn)已開發(fā)出世界上第一個(gè)使用離子作為電荷載體的印刷熱電模塊。該模塊由鏈接的n腳和p腳組成，其中腳連接的數(shù)量確定產(chǎn)生信號(hào)的強(qiáng)度�？茖W(xué)家們已經(jīng)使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)來制造一種基于不同且互補(bǔ)的聚合物的高靈敏度熱傳感器。熱傳感器具有將微小的溫差轉(zhuǎn)換為強(qiáng)信號(hào)的能力：具有36個(gè)連接支腳的模塊在溫度差為1 K時(shí)提供0.333 V的電壓。
“這種材料是透明，柔軟和有彈性的，可以用于高度敏感的產(chǎn)品中，該產(chǎn)品可以被印刷并以這種方式用于大表面。在傷口愈合中可以找到應(yīng)用，其中可以顯示出愈合過程進(jìn)展的繃帶是并用于電子皮膚。”趙丹說。
另一個(gè)可能的應(yīng)用是智能建筑中的溫度交換。
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