Cientistas do Laboratório de Eletrônica Orgânica desenvolveram um sensor de calor ultrassensível que é flexível, transparente e imprimível. Os resultados têm potencial para uma ampla gama de aplicações - desde cicatrização de feridas e pele eletrônica até edifícios inteligentes.

O sensor de calor ultrassensível é baseado no fato de que certos materiais são termoelétricos. Os elétrons em um material termoelétrico se movem do lado frio para o lado quente quando surge uma diferença de temperatura entre os dois lados, e surge uma diferença de voltagem. Neste projeto atual, Contudo, os pesquisadores desenvolveram um material termoelétrico que usa íons como portadores de carga em vez de elétrons, e o efeito é cem vezes maior.

Um material termoelétrico que usa elétrons pode desenvolver 100 µV / K (microvolt por Kelvin), que deve ser comparado com 10 mV / K do novo material. O sinal é, portanto, 100 vezes mais forte, e uma pequena diferença de temperatura dá um sinal forte.

Os resultados da pesquisa, realizado por cientistas do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping, Chalmers University of Technology, Stuttgart Media University e a University of Kentucky, foram publicados em Nature Communications .

Dan Zhao, bolsista de pesquisa na Linköping University e um dos três principais autores do artigo, descobriu o novo material, um eletrólito que consiste em um gel de vários polímeros iônicos. Alguns dos componentes são polímeros do tipo p, em que íons carregados positivamente conduzem a corrente. Esses polímeros são bem conhecidos de trabalhos anteriores. Contudo, ela também encontrou um gel de polímero altamente condutor do tipo n, em que íons carregados negativamente conduzem a corrente. Muito poucos desses materiais estavam disponíveis até agora.

Com a ajuda de resultados anteriores de trabalhos com eletrólitos para eletrônica impressa, os pesquisadores já desenvolveram o primeiro módulo termelétrico impresso do mundo para usar íons como portadores de carga. O módulo consiste em pernas n e p ligadas, onde o número de conexões de perna determina o quão forte um sinal é produzido. Os cientistas usaram a impressão da tela para fabricar um sensor de calor altamente sensível, com base nos polímeros diferentes e complementares. O sensor de calor tem a capacidade de converter uma pequena diferença de temperatura em um sinal forte:um módulo com 36 pernas conectadas fornece 0,333 V para uma diferença de temperatura de 1 K.

“O material é transparente, macio e flexível e pode ser usado em um produto altamente sensível que pode ser impresso e, desta forma, usado em grandes superfícies. As aplicações são encontradas na cicatrização de feridas, onde uma bandagem que mostra o progresso do processo de cicatrização é usada, e para pele eletrônica, "diz Dan Zhao.

Outra aplicação possível é na troca de temperatura em edifícios inteligentes.