Instagram

Facebook

Här är framtidens bläck för tryckt elektronik


2020-03-10

Den blå är den polymer som donerar elektroner medan den röda är det material som tar upp elektroner. Inget av dem är ledande i sin grundform, när de blandas samman övergår elektroner automatiskt från den blå donatorpolymeren till den röda acceptor-polymeren. Resultatet är fria rörliga laddningar i båda polymererna.
Bild: Thor Balkhed
Den blå är den polymer som donerar elektroner medan den röda är det material som tar upp elektroner. Inget av dem är ledande i sin grundform, när de blandas samman övergår elektroner automatiskt från den blå donatorpolymeren till den röda acceptor-polymeren. Resultatet är fria rörliga laddningar i båda polymererna.

Kai Xu och Simone Fabiano är två av författarna till artikeln.
Bild: Thor Balkhed
Kai Xu och Simone Fabiano är två av författarna till artikeln.

Genom att blanda två polymerer med olika egenskaper har en grupp forskare, under ledning av Simone Fabiano, forskningsledare vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet, fått fram ett organiskt material med superb ledningsförmåga, utan att det är dopat.

För att öka ledningsförmågan och därmed få högre effektivitet i organiska solceller, lysdioder eller olika bioelektroniska applikationer har forskarna hittills dopat materialen med olika ämnen. Det här görs vanligen genom att antingen ta bort en elektron eller donera den till ett halvledande material som har en lämplig dopningsmolekyl, båda varianterna ökar antalet laddningar och därmed också materialets ledningsförmåga.

– Normalt dopar vi de organiska polymererna för att förbättra deras ledningsförmåga och öka effektiviteten. Processen är stabil under en tid men materialet degenererar och de ämnen vi dopar med kan så småningom läcka ut. Det är något vi till varje pris vill undvika inom exempelvis bioelektroniken där den organiska elektroniken kan göra stor nytta i bärbar elektronik och även inne i kroppen, säger Simone Fabiano, forskningsledare inom Organisk nanoelektronik, vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet.

Forskargruppen, med forskare från fem länder, har nu lyckats kombinera två polymerer som tillsammans ger ett ledande bläck som inte kräver någon dopning för att leda elektricitet. Energinivåerna i de båda materialen är perfekt anpassade till varandra vilket innebär att laddningar spontant förflyttar sig från den ena polymeren till den andra.
Resultatet av arbetet har publicerats i Nature Materials.

– Fenomenet med spontan laddningstransport har visats tidigare, men då har det handlat om enskilda kristaller i laboratoriemiljö och inget som är möjligt att utföra i industriell skala. Polymerer består av stora och stabila molekyler som är enkla att få fram ut en lösning och de är därför väl lämpade för storskalig användning som bläck för tryckt elektronik, säger Simone Fabiano.

Polymerer är enkla och förhållandevis billiga material och de finns att köpa på en kommersiell marknad. Den nya polymerblandningen läcker inte ut några främmande ämnen, den är stabilt över lång tid och klarar hög värme, inte minst viktigt i applikationer där man vill skörda eller lagra energi eller för bärbar elektronik.

– I och med att de är dopningsfria är de också stabila och kan användas överallt där det krävs stabilitet över tid. Att vi hittat det här fenomenet öppnar helt nya möjligheter att förbättra prestandan i lysdioder och solceller, liksom i andra termoelektriska applikationer, och inte minst för forskning inom bärbar och kroppsnära elektronik, säger Simone Fabiano.

– Vi har engagerat forskare vid LiU och Chalmers liksom experter i USA, Tyskland, Japan och Kina. Det har verkligen varit roligt att leda det här arbetet som är ett stort och viktigt steg inom området, säger han.

Forskningen har i huvudsak finansierats via Vetenskapsrådet och Wallenberg Wood Science Center samt även drivits inom ramen för den strategiska satsningen på avancerad funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.

– För att öka ledningsförmågan i ledande polymerer har den enda möjligheten hittills varit att dopa dem genom att kombinera en ledande polymer med en annan polymer som inte är ledande. För första gången har nu en kombination av två ledande polymerer resulterat i ett system som är både stabilt och ger i en hög ledningsförmåga. Upptäckten inleder ett helt nytt kapitel för forskningen kring ledande polymerer, den är av stort intresse världen över och kommer att leda till många nya applikationer, säger Magnus Berggren, professor och föreståndare för Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet.


Artikeln Ground-state electron transfer in all-polymer donor-acceptor heterojunctions har publicerats i Nature Materials 2020 och är skriven av Kai Xu, Hengda Sun, Tero-Petri Ruoko, Gang Wang, Renee Kroon, Nagesh B. Kolhe, Yuttapoom Puttisong, Xianjie Liu, Daniele Fazzi, Koki Shibata, Chi-Yuan Yang, Ning Sun, Gustav Persson, Andrew B. Yankovich, Eva Olsson, Hiroyuki Yoshida, Weimin M. Chen, Mats Fahlman, Martijn Kemerink, Samson A. Jenekhe, Christian Müller, Magnus Berggren, Simone Fabiano.



Källa: Linköpings univeristet


Skriv ut



Så här kommer det se ut när elflygplanet färdas bland molnen (bilden är en illsutration).

Heart Aerospace presenterar världsledande elektrisk drivlina

I dag presenterar Heart Aerospace för första gången den elektriska drivlina som...

Läs mer
Nya tänger från Bacho med ett säkert grepp.

Nya grepp när Bahco presenterar nya och uppdaterade Ergo-tänger

Nu förnyar och uppdaterar Bahco sitt sortiment med Ergo-tänger. Genom anvä...

Läs mer
Arbetsskorna Franklin och Tesla är 20 kV isolerande från Giasco Safety Shoes.

Säkra och bekväma 1000 V-isolerande arbetsskor för elektriker

Euro Energy Components breddar sortiment med säkerhetsprodukter och introducerar ...

Läs mer
Nu är FVB delaktiga i fler kurser vid Mittuniversitetet.

Utökat samarbete med Mittuniversitetet

Mittuniversitetet utökar sitt samarbete med FVB. Det innebär att ännu fler studenter...

Läs mer
Den nya kylformen för AXW medför en jämnare temperatur i motorn.

ABB:s nya vattenkylda växelströmsmotorer AXW erbjuder högre effekttäthet och mindre underhåll

De nya vattenkylda motorerna AXW 315 och 400 IEC levererar i genomsnitt 40 procent mer effekt ä...

Läs mer
Mellanlagret gör att battericellen blir betydligt mer stabil och därför klarar hög strömtäthet. Det är också avgörande att det är så enkelt att breda ut den mjuka massan på litummetallen i batteriet. Det är lika lätt som att bre smör på en smörgås.

Bredbart mellanlager kan stabilisera framtidens solid state-batterier

Bilindustrin storsatsar på att eldrivna fordon ska drivas med så kallade solid...

Läs mer


Viktiga standarder för ångturbiner under omarbetning

De internationella standarderna för garantiprovning av ångturbiner håller på...

Läs mer
Den blå är den polymer som donerar elektroner medan den röda är det material som tar upp elektroner. Inget av dem är ledande i sin grundform, när de blandas samman övergår elektroner automatiskt från den blå donatorpolymeren till den röda acceptor-polymeren. Resultatet är fria rörliga laddningar i båda polymererna.

Här är framtidens bläck för tryckt elektronik

Genom att blanda två polymerer med olika egenskaper har en grupp forskare, under ledning av...

Läs mer
dQuality 3.0 visar spänningsändringar.

Bättre koll på elkvaliteten med dLabs uppdaterade tjänst

I dagens uppkopplade samhälle krävs god elkvalitet för att all elektronisk...

Läs mer
Den ledande tillverkaren av arbetsbelysning, Milwaukee Tool, fortsätter att utöka det snabbt växande produktsortimentet inom personlig belysning med ett antal nya pannlampslösningar.

Nya pannlampslösningar från Milwaukee

Det nya sortimentet omfattar två nya laddningsbara lampor – en banbrytande...

Läs mer

GARO lanserar ny egenutvecklad snabbladdare


GARO lanserar nu en ny snabbladdare, egenutvecklad i Sverige, för den europeiska marknaden....

Läs mer


Powerbox lanserar kraftenhet med hög energitoppkapacitet för applikationer med medicinsk laser

Powerbox lanserar en ny strömförsörjningslösning för laster med...

Läs mer
Ekodesign för alla branscher i ny standard.

Ekodesign för alla branscher i ny standard

Den nya standarden för miljömedveten konstruktion vänder sig till alla branscher....

Läs mer


Vilket klimat behöver min produkt klara?

Där mina produkter ska användas – vilka klimatförhållanden råder...

Läs mer
Sven-Olof Bernhoff, VD Skånefrö AB.

Skånefrö har Sveriges första EBC-certifierade biokol

Biokol är på stark frammarsch med ökande behov av klimatpositiva lösningar....

Läs mer


Schneider Electric lanserar nästa generation av plattformen EcoStruxure™ Power

Schneider Electric, ledande inom digital transformation av energihantering och automatisering,...

Läs mer


Revolutionerande ställverk från ABB med banbrytande teknik för nästa generations eldistribution

Lågspänningsställverket NeoGear™ är ett tekniskt genombrott från...

Läs mer

Biogas – ett område där Sverige kan bidra till en hållbar värld

Mats Eklund, professor och föreståndare för Biogas Research center.

Biogasområdet är ett av de få områden där utvecklingen i Sverige spelar...

Läs mer


Elinstallationer för både produktion och förbrukning

Elinstallationsreglerna, standarden SS 436 40 00, beskriver ju regler för projektering,...

Läs mer
Mest lästa

Implementa

Palgo

Osby Parca / Enertech AB

Contub360

WPS

Rörkraft

Ramab

Jämtvind

BK Services

Ketherm

TTM Energi

Blade solutions

Vindteknikk

Härnösands kommun

BVM

Vägtransportledarna Norr

Baywa

ppam

connected wind

Nordheat

Energi service
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se