Los científicos del Laboratorio de Electrónica Orgánica han desarrollado un sensor de calor ultrasensible que es flexible, transparente e imprimible. Los resultados tienen potencial para una amplia gama de aplicaciones, desde la cicatrización de heridas y la piel electrónica hasta edificios inteligentes.

El sensor de calor ultrasensible se basa en el hecho de que ciertos materiales son termoeléctricos. Los electrones en un material termoeléctrico se mueven del lado frío al lado cálido cuando surge una diferencia de temperatura entre los dos lados, y surge una diferencia de voltaje. En este presente proyecto, sin embargo, los investigadores han desarrollado un material termoeléctrico que utiliza iones como portadores de carga en lugar de electrones, y el efecto es cien veces mayor.

Un material termoeléctrico que utiliza electrones puede desarrollar 100 µV / K (microvoltios por Kelvin), que debe compararse con 10 mV / K del nuevo material. La señal es, por tanto, 100 veces más fuerte, y una pequeña diferencia de temperatura da una señal fuerte.

Los resultados de la investigación, llevada a cabo por científicos del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, Universidad Tecnológica de Chalmers, Universidad de Medios de Stuttgart y la Universidad de Kentucky, han sido publicados en Comunicaciones de la naturaleza .

Dan Zhao, investigador de la Universidad de Linköping y uno de los tres autores principales del artículo, ha descubierto el nuevo material, un electrolito que consiste en un gel de varios polímeros iónicos. Algunos de los componentes son polímeros de tipo p, en el que los iones cargados positivamente llevan la corriente. Tales polímeros son bien conocidos por trabajos anteriores. Sin embargo, también ha encontrado un gel polimérico altamente conductor de tipo n, en el que los iones cargados negativamente llevan la corriente. Muy pocos de estos materiales han estado disponibles hasta ahora.

Con la ayuda de resultados previos del trabajo con electrolitos para electrónica impresa, los investigadores han desarrollado ahora el primer módulo termoeléctrico impreso del mundo que utiliza iones como portadores de carga. El módulo consta de patas n y p enlazadas, donde el número de conexiones de rama determina qué tan fuerte se produce una señal. Los científicos han utilizado la serigrafía para fabricar un sensor de calor altamente sensible, basado en los polímeros diferentes y complementarios. El sensor de calor tiene la capacidad de convertir una pequeña diferencia de temperatura en una señal fuerte:un módulo con 36 patas conectadas da 0.333 V para una diferencia de temperatura de 1 K.

"El material es transparente, suave y flexible y se puede utilizar en un producto de alta sensibilidad que se puede imprimir y de esta manera utilizar en grandes superficies. Las aplicaciones se encuentran dentro de la cicatrización de heridas, donde se usa un vendaje que muestra el progreso del proceso de curación, y para piel electrónica, "dice Dan Zhao.

Otra posible aplicación es el intercambio de temperatura en edificios inteligentes.