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



Laddkabeln eConnect - utvecklad för nordiska förhållanden.

Defa lanserar användarvänlig laddkabel för extrema klimat

Laddkabeln eConnect är utvecklad för att ge högre prestanda, användarvä...

Läs mer

Solceller bland nyheterna i Arkitektens handbok

Omslaget till Arkitektens handbok 2021.

Mängden solenergi som når jordens yta under en timme motsvarar på ett ungefär...

Läs mer
Test ellastbil i arktiskt klimat.

Eldriven tung lastbil utmanar arktiskt klimat

Fungerar eldrift av tunga lastbilar i minus 44 grader? Nu samverkar Kaunis Iron med Vattenfall,...

Läs mer
WAGOs DIN-Rail-nätaggregat från Pro 2-serien kan utvidgas med en kommunikationsmodul för datautväxling via en PLC eller IoT-gateway.

Strömförsörjningsserien Pro 2 från Wago finns nu hos Conrad

Conrads produktsortiment på Conrad Sourcing Platform omfattar nu de två avancerade...

Läs mer


GAROs lanserar miljöanpassade kabelskåp färdiganpassade för belysning och fördelning

GAROs kabelskåp av det miljöanpassade och självläkande materialet Magnelis har...

Läs mer
Sandra <span data-contrast=\

Jämtkraft först ut med krypterad och säker elproduktion

För att minska risken för digitala intrång i vattenkraftstationer och annan...

Läs mer
Sören Kling, produktchef för installationsprodukter på ABB.

ABB tar hem priset för Bästa Elnyhet för andra året i rad

Tävlingsbidraget doslock av återvunnen plast gick hem både hos den digitala...

Läs mer
WATT en lätt och smidig isolerade arbetssko från Giasco för elektriker med helgjuten 3-skitssula.

Nyhet:

Ny typ av isolerande arbetssko för elektriker

WATT är en helt ny typ av 20 kV isolerande arbetsskor från Giasco Safety Shoes som ä...

Läs mer
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
Mest lästa

Implementa

Palgo

Rörkraft

Jämtvind

BK Services

Ketherm

Deutsche-windtechnik

Rekakabel

Vindteknikk

Härnösands kommun heta utbildningar

BVM

Baywa

connected wind

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