Полимерная смесь создает сверхчувствительный датчик тепла

Был разработан сверхчувствительный датчик тепла, основанный на том факте, что некоторые материалы являются термоэлектрическими. Электроны в термоэлектрическом материале перемещаются с холодной стороны на теплую, когда между двумя сторонами возникает разница температур и возникает разница напряжений. В этом проекте исследователи разработали термоэлектрический материал, в котором вместо электронов в качестве носителей заряда используются ионы, а эффект в 100 раз больше.

Термоэлектрический материал, в котором используются электроны, может развивать 100 мкВ/К (микровольт на Кельвин) по сравнению с 10 мВ/К нового материала. Таким образом, сигнал становится в 100 раз сильнее, а небольшая разница температур дает сильный сигнал.

Новый материал представляет собой электролит, состоящий из геля нескольких ионных полимеров. Часть компонентов представляет собой полимеры р-типа, в которых ток переносят положительно заряженные ионы. Обнаружен высокопроводящий полимерный гель n-типа, в котором ток переносят отрицательно заряженные ионы. До сих пор было доступно очень мало таких материалов.

С помощью предыдущих результатов работы с электролитами для печатной электроники исследователи разработали первый печатный термоэлектрический модуль, в котором используются связанные n- и p-ветви, где количество соединений ветвей определяет, насколько сильным будет производимый сигнал. Ученые использовали трафаретную печать для изготовления высокочувствительного теплового датчика на основе различных взаимодополняющих полимеров. Термодатчик имеет возможность преобразовывать крохотную разницу температур в сильный сигнал:модуль с 36 соединенными ножками выдает 0,333 В при разнице температур в 1 К.