Полимеры с развёрнутыми цепочками оптимальны для питания IoT-устройств

Распрямление цепочек молекул полимера улучшает его способность проводить электричество. Этот вывод из работы, проделанной группой из Университета г. Нагоя (Япония) под руководством Хисааки Танака (Hisaaki Tanaka), изложен в статье для журнала Science Advances.

По мнению авторов, их метод позволит улучшить термоэлектрические свойства пластика и ускорить создание гибких, нетоксичных, лёгких термоэлектрических генераторов энергии на его основе, оптимальных для обеспечения питания множества разновидностей носимых устройств Интернета Вещей (IoT).

Танака с коллегами работали с проводящим полимером PBTTT на основе тиофена. Они пытались объяснить природу улучшения его электропроводности, происходящего при «легированиии» пластика тонким слоем гелевого электролита.

Такой гель впитывается в полимер только при приложении к нему электрического напряжения. С помощью различных экспериментальных техник авторы контролировали происходящие при этом в материале структурные изменения.

Было установлено, что в исходном виде цепочки PBTTT плотно скручены в клубок. В ходе легирования, когда концентрация электролита достигает некоторой критической величины, молекулы распутываются и образуют соединения между кристаллическими участками материала, что улучшает его электронную проводимость.

Именно формирование сети проводящих межсоединений, по данным исследователей, определяет максимальную термоэлектрическую производительность полимера, наблюдавшуюся и измеренную в их экспериментах. В настоящее время они ищут способы оптимизации термоэлектрических характеристик тонкоплёночных проводящих полимеров с помощью конструирования материала и изменения условий изготовления.