Forskare vid Linköpings universitet, Sverige, har utvecklat ett stabilt högkonduktivt polymerfärg. Det nya materialet av n-typ kommer i form av bläck med etanol som lösningsmedel. Upphovsman:Thor Balkhed
Forskare vid Linköpings universitet, Sverige, har utvecklat ett stabilt högkonduktivt polymerfärg. Framsteget banar väg för innovativ tryckt elektronik med hög energieffektivitet. Resultaten har publicerats i Naturkommunikation .
Elektriskt ledande polymerer har möjliggjort utveckling av flexibla och lätta elektroniska komponenter som organiska biosensorer, solceller, ljusdioder, transistorer, och batterier.
De elektriska egenskaperna hos de ledande polymererna kan ställas in med en metod som kallas "dopning". I denna metod, olika dopningsmolekyler tillsätts till polymeren för att ändra dess egenskaper. Beroende på dopningsmedel, den dopade polymeren kan leda elektricitet genom rörelse av antingen negativt laddade elektroner (en "n-typ" ledare), eller positivt laddade hål (en "p-typ" ledare). I dag, den vanligaste ledande polymeren är ledaren av p-typ PEDOT:PSS. PEDOT:PSS har flera övertygande funktioner, såsom hög elektrisk konduktivitet, utmärkt omgivningsstabilitet, och viktigast av allt, kommersiell tillgänglighet som en vattenhaltig dispersion. Dock, många elektroniska enheter kräver en kombination av p-typer och n-typer för att fungera. Just nu, det finns ingen motsvarighet av n-typ till PEDOT:PSS.
Forskare vid Linköpings universitet, tillsammans med kollegor i USA och Sydkorea, har nu utvecklat ett ledande polymerfärg av n-typ, stabil i luft och vid höga temperaturer. Denna nya polymerformulering är känd som BBL:PEI.
Forskare vid Linköpings universitet, Sverige, har utvecklat ett stabilt högkonduktivt polymerfärg. Färgen kan deponeras genom att helt enkelt spruta lösningen på en yta, göra organiska elektroniska enheter enklare och billigare att tillverka. Upphovsman:Thor Balkhed
"Detta är ett stort framsteg som möjliggör nästa generation av tryckta elektroniska enheter. Bristen på en lämplig n-typ polymer har varit som att gå på ett ben när vi utformar funktionella elektroniska enheter. Vi kan nu tillhandahålla det andra benet, "säger Simone Fabiano, universitetslektor vid Institutionen för naturvetenskap och teknik vid Linköpings universitet.
Chi-Yuan Yang är postdoc vid Linköpings universitet och en av huvudförfattarna till artikeln publicerad i Naturkommunikation. Han lägger till:
"Allt möjligt med PEDOT:PSS är också möjligt med vår nya polymer. Kombinationen av PEDOT:PSS och BBL:PEI öppnar nya möjligheter för utveckling av stabila och effektiva elektroniska kretsar, säger Chi-Yuan Yang.
Det nya materialet av n-typ kommer i form av bläck med etanol som lösningsmedel. Färgen kan deponeras genom att helt enkelt spruta lösningen på en yta, göra organiska elektroniska enheter enklare och billigare att tillverka. Också, bläcket är mer miljövänligt än många andra n-typ organiska ledare som för närvarande är under utveckling, som i stället innehåller skadliga lösningsmedel. Simone Fabiano tror att tekniken är redo för rutinmässig användning.
"Storskalig produktion är redan genomförbar, och vi är glada över att ha kommit så långt på relativt kort tid. Vi förväntar oss att BBL:PEI ska ha samma effekt som PEDOT:PSS. På samma gång, mycket återstår att göra för att anpassa bläcket till olika tekniker, och vi måste lära oss mer om materialet, säger Simone Fabiano.
