Link?ping大學研發新型復合材料用于可伸縮熱電發電機

一種柔軟富有彈性的有機熱電模塊次被創造出來,它可以從人的體溫中獲取能量。這一突破得益于新型復合材料,其可廣泛應用于智能服裝、可穿戴電子產品和電子皮膚。

瑞典 linköping大學有機電子實驗室的研究人員開發出了一種具有獨特性能的有機復合材料,它不僅柔軟、有彈性,而且具有很高的導電性和良好的熱電性能。使其成為許多可穿戴用品的理想選擇。

研究人員與來自比利時、新西蘭和加利福尼亞的同事一起,在《自然通訊》雜志上發表了這一結果。

有機電子學實驗室的博士后和席研究工程師Nara Kim把導電聚合物PEDOT:PSS,水溶性聚氨酯橡膠,離子液體三種材料混合,形成了一種具有獨特性能的復合材料。PEDOT:PSS賦予它熱電性能,橡膠提供彈性,離子液體保證它的柔軟性。

Nara Kim在有機電子實驗室Xavier Crispin x教授和高級講師Klas Tybrandt的領導下進行了這項研究。“Xavier Crispin是有機熱電材料的先驅;Klas Tybrandt是軟電子材料方面的專家;而我貢獻有機復合材料的知識。這個新材料是我們共同的研究成果。”她說。

PEDOT:PSS是常見的導電聚合物,由于其良好的熱電性能,被廣泛應用于許多領域。但厚厚的聚合物薄膜又硬又脆,無法成功地融入到可穿戴電子產品中。

“我們的材料無論是柔軟性還是彈性,都比PEDOT:PSS強100倍,”有機電子實驗室軟電子組組長Klas Tybrandt說。“在納米尺度和微觀尺度上控制材料結構的能力,使我們能夠將不同材料的優異性能融合在一種復合材料中。”

"這種復合材料是由水基溶液混合制成的,可以印在各種表面上。當表面彎曲或折疊時,復合材料也隨之運動。它的合成過程既便宜又環保。研究人員發現可以利用這種材料制造柔軟有彈性的有機導電材料。

Xavier Crispin表示:“許多離子液體、導電聚合物和傳統彈性體混合在一起,生成新的納米復合材料,可用于多種領域,如熱電發電機、超級電容器、電池、傳感器,以及可穿戴和植入式設備,這些設備往往需要厚的、有彈性的導電材料。”