새로운 폴리머 블렌드, 초고감도 열전 열 센서 구현

특정 물질이 열전 효과를 가진다는 사실을 기반으로 초고감도 열 센서가 개발되었습니다. 열전 물질에서 온도 차이가 양쪽 사이에 생기면 전자가 차가운 쪽에서 따뜻한 쪽으로 이동하고 전압 차이가 발생합니다. 이 프로젝트에서 연구자들은 전자 대신 이온을 전하 운반체로 사용하는 열전 물질을 개발했으며, 그 효과는 100배 더 큽니다.

전자를 사용하는 열전 물질은 100 µV/K(마이크로볼트/켈빈)를 생성할 수 있는 반면, 새로운 물질은 10 mV/K를 생성합니다. 신호가 100배 더 강해지며, 작은 온도 차이에서도 강한 신호를 얻을 수 있습니다.

새로운 물질은 여러 이온성 폴리머의 젤로 구성된 전해질입니다. 일부 구성 요소는 p형 폴리머로, 양전하 이온이 전류를 운반합니다. 음전하 이온이 전류를 운반하는 고전도성 n형 폴리머 젤이 발견되었습니다. 지금까지 이런 물질은 거의 없었습니다.

인쇄 전자용 전해질에 대한 이전 연구 결과의 도움으로, 연구자들은 이제 연결된 n-다리와 p-다리를 사용하는 최초의 인쇄 열전 모듈을 개발했습니다. 다리 연결 수에 따라 신호 강도가 결정됩니다. 과학자들은 스크린 인쇄를 사용하여 서로 다르고 상호 보완적인 폴리머를 기반으로 고감도 열 센서를 제조했습니다. 이 열 센서는 미세한 온도 차이를 강한 신호로 변환하는 능력이 있습니다: 36개 연결 다리가 있는 모듈은 1K 온도 차이에 대해 0.333V를 생성합니다.