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


Tipsa en vn Skriv ut





Ferroamp och Aira i gemensam satsning på förnybara energilösningar för villaägare

Clean energy tech-företagen Ferroamp och Aira har tecknat avtal om en gemensam satsning...

Läs mer
flamkontroll


Uniper och E.ON gör gemensam satsning för fler drifttekniker i Skåne

Efter Svenska kraftnäts beslut om att Öresundsverket ska ingå i den svenska...

Läs mer


LK Armatur lanserar en kompakt och effektiv solvärmestation: LK 211 SolarStation

Minska energikostnaderna med solkraft – LK Armatur presenterar en kompakt och effektiv...

Läs mer


LOCUS ENERGY FÖRVÄRVAR YTTERLIGARE HÅLLBAR ENERGIPRODUKTION I DALARNA

Locus Energy fortsätter att växa genom ett nytt förvärv av lokal...

Läs mer


Minskad klimatpåverkan och stärkt livsmedelsförsörjning – Fertiberia, Lantmännen och Nordion Energi satsar för att utveckla Sveriges första fossilfria mineralgödselfabrik

I den största satsningen i sitt slag i Norden meddelar Fertiberia, Lantmännen och Nordion...

Läs mer
<span>Fjärrvärmen och FVB växer i Storbritannien, drivkraften till den växande marknaden är fjärrvärmens miljömässiga fördelar.</span>

FVB växer i Storbritannien

Fjärrvärmen växer i Storbritannien och FVB UK deltar i flera stora projekt. Må...

Läs mer


Energikontor Norr på investeringsforum i Bryssel: Norrbotten med på banan i energiomställningen

Projektet Remarkable var särskilt utvalt att presenteras på årets upplaga av...

Läs mer


Vi jobbar för att minska våra CO2-utsläpp

Under 2022 startade vi på Arom-dekor Kemi arbetet med att mäta och rapportera...

Läs mer


Nu blir det enklare för elektrikern att välja hållbart

Nu lanserar Rexel, den globala distributionsexperten inom skräddarsydd energiteknik, ett eget...

Läs mer


Lösningen för ditt ventilationssystem

Bekymmersfri drift, enkel installation, säker uppvärmning och lågt tryckfall. Det...

Läs mer
 

Fortsatt stabil prisutveckling på Piteås fjärrvärme

Många fjärrvärmeföretag utmanas av påtagliga kostnadsökningar och...

Läs mer
<span>Från vänster i bild ser vi Cajsa Norman, Harri Kylmänen, Per Larsson, Jan Johansson, Niclas Hökfors, Per Nilsson Tourda, Rune Ekholm och Emil Byström. Främre raden Lina Widenmo, Siv Larsson, Anna-Lena Bjälmsjö, Anna Widén och Isabella Katsimenis.</span>

Energikontor Norr och Överkalix kommun samarbetar i internationellt projekt

Namnet på det internationella projektet är FEEL – Frugal cities through Energy...

Läs mer
2022 producerade Sysav 200 GWh. 

Mer el och mindre restavfall

Minskat restavfall och rekordstor elproduktion, är några av nyheterna när Sysav...

Läs mer
Pär Kaller, vd Bixia.

Bixia gör det lättare att styra elanvändningen med ny app

2022 års elpriser går till historien som de högsta någonsin. De skyhöga...

Läs mer


Ny kompakt personskyddsbrytare med hög prestanda

ABB har kombinerat funktionaliteten hos sina dvärgbrytare (MCB) med den beprövade...

Läs mer


Ny svensk studie vägen från skroten till hållbart grafen

Ett slutfört projekt inom det strategiska innovationsprogrammet SIO Grafen demonstrerar stora...

Läs mer
Hand som håller en bit material målat med den termoelektriska färgen.

Färgen som kan omvandla värme till el

Forskare vid KTH har arbetat med ett sätt att plocka bort batterier ur kroppsnära teknik...

Läs mer
En omsorgsfullt designad slip-in modell för långa arbetspass, lätta att ta på och av.

Italienska Giasco sätter ny standard för elektrikers isolationsskor

Rätt skyddsprodukter för varje unik situation är oerhört viktigt för...

Läs mer
De nya säkra arbetsstövlarna håller värmen ner till -50C.

Innovativa vinterstövlar säkrar och underlättar underhållsarbete i extrema förhållanden

– Rätt skyddsprodukter för varje unik situation är oerhört viktigt fö...

Läs mer
Mest lästa

Implementa

Palgo

BK Services

Ketherm

Rekakabel

Contub360

Qvintus

WPS

rörkraft

ramab

Osby Parca

solar promotion empower

Vindteknikk

Härnösands kommun heta utbildningar

BVM

Baywa

industrinät

promoco

pretec

Nordheat

Assemblin solar

Vindkraftcentrum

marin miljöanalys

KL Industri 250

OKQ8 Sunday

Solmässan
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