Nouveau mélange polymère offre un capteur thermoélectrique de chaleur ultra-sensible

Un capteur de chaleur ultra-sensible a été développé, basé sur le fait que certains matériaux sont thermoélectriques. Les électrons dans un matériau thermoélectrique se déplacent du côté froid vers le côté chaud lorsqu'une différence de température se produit entre les deux côtés et qu'une différence de tension se produit. Dans ce projet, les chercheurs ont développé un matériau thermoélectrique qui utilise des ions comme porteurs de charge au lieu d'électrons, et l'effet est 100 fois plus grand.

Un matériau thermoélectrique qui utilise des électrons peut développer 100 µV/K (microvolt par Kelvin), contre 10 mV/K pour le nouveau matériau. Le signal est donc 100 fois plus fort, et une petite différence de température donne un signal fort.

Le nouveau matériau est un électrolyte qui consiste en un gel de plusieurs polymères ioniques. Certains des composants sont des polymères de type p, dans lesquels des ions chargés positivement portent le courant. Un gel polymère hautement conducteur de type n a été découvert dans lequel des ions chargés négativement portent le courant. Très peu de tels matériaux étaient disponibles jusqu'à présent.

Avec l'aide de résultats antérieurs du travail sur les électrolytes pour l'électronique imprimée, les chercheurs ont maintenant développé le premier module thermoélectrique imprimé à utiliser des jambes n- et p- liées, où le nombre de connexions de jambes détermine la force du signal produit. Les scientifiques ont utilisé la sérigraphie pour fabriquer un capteur de chaleur hautement sensible basé sur les polymères différents et complémentaires. Le capteur de chaleur a la capacité de convertir une minuscule différence de température en un signal fort : un module avec 36 jambes connectées donne 0,333 V pour une différence de température de 1 K.