新型聚合物混合物创造了超灵敏的热传感器

赵丹研究员用印刷的超灵敏传感器。图片提供：Peter Holgersson

有机电子实验室的科学家们开发了一种超灵敏的热传感器，该传感器具有柔性，透明性和可打印性。其结果具有广泛的应用潜力-从伤口愈合和电子皮肤到智能建筑。

超灵敏热传感器基于某些材料是热电的事实。当热电材料中的电子在两侧之间出现温差时，它们的电子会从冷端移动到热端，并产生电压差。然而，在本项目中，研究人员开发了一种热电材料，该材料使用离子代替电子作为电荷载体，其作用要大一百倍。

使用电子的热电材料可以产生100 μV / K（微伏每开尔文）的值，与之相比，新材料可产生10 mV / K的值。因此，该信号的强度是其100倍，而较小的温度差将给出一个强信号。

该研究的结果由林雪平大学，查尔默斯工业大学，斯图加特媒体大学和肯塔基大学的有机电子实验室的科学家进行，已在《自然通讯》上发表。

Link?ping大学的研究员Dan Dan是本文的三位主要作者之一，他发现了这种新材料，一种由几种离子聚合物凝胶组成的电解质。一些成分是p型聚合物，其中带正电的离子携带电流。这种聚合物是从先前的工作中众所周知的。但是，她还发现了一种n型高导电性聚合物凝胶，其中带负电荷的离子载有电流。到目前为止，很少有此类材料可用。

借助先前用于印刷电子产品的电解质的研究结果，研究人员现已开发出世界上第一个使用离子作为电荷载体的印刷热电模块。该模块由链接的n脚和p脚组成，其中脚连接的数量确定产生信号的强度。科学家们已经使用丝网印刷技术来制造一种基于不同且互补的聚合物的高灵敏度热传感器。热传感器具有将微小的温差转换为强信号的能力：具有36个连接支脚的模块在温度差为1 K时提供0.333 V的电压。

“这种材料是透明，柔软和有弹性的，可以用于高度敏感的产品中，该产品可以被印刷并以这种方式用于大表面。在伤口愈合中可以找到应用，其中可以显示出愈合过程进展的绷带是并用于电子皮肤。”赵丹说。

另一个可能的应用是智能建筑中的温度交换。

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