用于超靈敏熱傳感器的新型熱電聚合物

具有獨特?zé)犭娔芰Φ男滦途酆衔锏陌l(fā)現(xiàn)是設(shè)計用于生物醫(yī)學(xué)和可穿戴技術(shù)的超靈敏熱傳感器的關(guān)鍵。一個跨機(jī)構(gòu)的科學(xué)家小組將幾個工程學(xué)科結(jié)合起來開發(fā)出一種新的柔性和可印刷傳感器，具有前所未有的檢測熱量的靈敏度。研究人員表示，瑞典林雪平大學(xué)有機(jī)電子實驗室的一個團(tuán)隊開發(fā)了這種傳感器，這得益于獨特的熱電聚合物，它可以顯著提高靈敏度。

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該材料使用離子作為電荷載體而不是電子，這是典型的熱電材料的功能。研究人員說，研究人員包括來自林雪平，查爾姆斯理工大學(xué)，斯圖加特媒體大學(xué)和肯塔基大學(xué)的科學(xué)家，這種影響大約增加了100倍。

使用這種材料，團(tuán)隊使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)開發(fā)他們所說的世界上第一個以這種方式操作的印刷熱電模塊，為傳感器提供獨特的靈敏度，林雪平大學(xué)研究員Dan Zhao說。發(fā)現(xiàn)了新材料。

信號強(qiáng)100倍

例如，與來自新材料的10mV / K相比，使用電子的熱電材料可以產(chǎn)生每開爾文100微伏(μV/ K)。研究人員在大學(xué)新聞發(fā)布會上表示，信號強(qiáng)100倍，即使很小的溫度差也能發(fā)出強(qiáng)烈的信號。

此外，該材料易于使用且功能多樣，為許多新應(yīng)用鋪平了道路，她說。“這種材料透明，柔軟，富有彈性，可用于高度敏感的產(chǎn)品，可以印刷，并以這種方式用于大型表面，”趙說。

該材料本身是由幾種離子聚合物組成的電解質(zhì)凝膠。一些組分是具有帶正電離子的聚合物，其帶有電流并且通常存在于已知的材料領(lǐng)域中。

然而，該材料的獨特之處在于其中一種高導(dǎo)電性聚合物凝膠是n型的，這意味著帶負(fù)電的離子帶有電流，她說。趙說，到目前為止，這種特性在材料中很少見。

該功能允許設(shè)計一個對傳感器功能至關(guān)重要的功能-它由鏈接的n和p腿組成，其中腿連接的數(shù)量決定了信號產(chǎn)生的強(qiáng)度，她說。

這種設(shè)計使熱傳感器能夠?qū)⑽⑿〉臏夭钷D(zhuǎn)換為強(qiáng)信號。例如，一個具有36個連接腿的模塊在溫度差為1 K時提供0.333 V，趙說。研究人員在Nature Communications雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于他們工作的論文。

趙說，傳感器的應(yīng)用很多，包括可以幫助更快速治愈傷口的新型智能繃帶，甚至可以用于各種可穿戴技術(shù)或機(jī)器人設(shè)備的電子皮膚。她說，另一個可能的應(yīng)用是利用傳感器監(jiān)測智能建筑的溫度。