Nara Kim et en arrière plan Xavier Crispin et Klas Tybrandt, Laboratoire d'électronique organique, Université de Linköping. Crédit :Thor Balkhed
Pour la première fois, un module thermoélectrique organique doux et extensible a été créé qui peut récupérer l'énergie de la chaleur corporelle. La percée a été rendue possible par un nouveau matériau composite qui pourrait être largement utilisé dans les vêtements intelligents, électronique portable et peau électronique.
Des chercheurs du Laboratoire d'électronique organique de l'Université de Linköping ont développé un matériau composite organique aux propriétés uniques :non seulement il est doux et extensible, il a également une conductivité électrique élevée et de bonnes propriétés thermoélectriques. Cela le rend idéal pour de nombreuses applications portables.
Les chercheurs ont publié le résultat dans Communication Nature , avec des collègues belges, Nouvelle-Zélande et Californie.
Nara Kim, post-doctorant et ingénieur de recherche principal au Laboratoire d'Électronique Organique, a associé trois matériaux :le polymère conducteur PEDOT:PSS, un caoutchouc polyuréthane hydrosoluble, et un liquide ionique. Le résultat est un composite aux propriétés uniques. Le PEDOT:PSS lui confère des propriétés thermoélectriques, le caoutchouc apporte de l'élasticité, et le liquide ionique assure la douceur.
Nara Kim a mené les recherches sous la direction du professeur Xavier Crispin et du maître de conférences Klas Tybrandt, tous deux au Laboratoire d'Electronique Organique.
« Xavier Crispin est un pionnier des matériaux thermoélectriques organiques; Klas Tybrandt est un expert des matériaux électroniques souples; et j'apporte ma connaissance des composites organiques. Nous avons eu l'idée du nouveau matériau ensemble, " elle dit.
Le nouveau matériau est extensible en deux dimensions. Crédit :Thor Balkhed
PEDOT : PSS est le polymère conducteur le plus courant et est utilisé dans de nombreuses applications, notamment en raison de ses bonnes propriétés thermoélectriques. Mais le film polymère épais est trop dur et cassant pour être intégré avec succès dans l'électronique portable.
"Notre matière est 100 fois plus douce et 100 fois plus extensible que le PEDOT:PSS, " dit Klas Tybrandt, qui dirige le groupe d'Électronique Douce au Laboratoire d'Électronique Organique.
"La capacité de contrôler la structure du matériau à la fois à l'échelle nanométrique et à l'échelle microscopique nous permet de combiner les excellentes propriétés des différents matériaux dans un composite, " il dit.
Le nouveau composite est également imprimable.
"Le composite a été formulé par mélange de solution à base d'eau et il peut être imprimé sur diverses surfaces. Lorsque la surface fléchit ou se plie, le composite suit le mouvement. Et le processus de fabrication du composite est bon marché et respectueux de l'environnement, " dit Nara Kim.
Les chercheurs voient une vaste gamme de nouvelles possibilités en utilisant le matériau pour créer des matériaux conducteurs organiques souples et élastiques.
"Il existe de nombreux liquides ioniques, polymères conducteurs et élastomères traditionnels qui peuvent être combinés pour donner de nouveaux nanocomposites pour de nombreuses applications, tels que les générateurs thermoélectriques, supercondensateurs, piles, capteurs, et dans les applications portables et implantables qui nécessitent une épaisseur, matériaux élastiques et conducteurs d'électricité, ", explique Xavier Crispin.
