Per la prima volta, è stato creato un modulo termoelettrico organico morbido ed elastico in grado di raccogliere energia dal calore corporeo. La svolta è stata resa possibile da un nuovo materiale composito che potrebbe avere un uso diffuso nell'abbigliamento intelligente, elettronica indossabile e pelle elettronica.

I ricercatori del Laboratorio di Elettronica Organica dell'Università di Linköping hanno sviluppato un materiale composito organico con proprietà uniche:non solo è morbido ed elastico, ma possiede inoltre un'elevata conducibilità elettrica e buone proprietà termoelettriche. Questo lo rende ideale per molte applicazioni indossabili.

I ricercatori hanno pubblicato il risultato in Comunicazioni sulla natura , insieme ai colleghi belgi, Nuova Zelanda e California.

Nara Kim, postdoc e ingegnere di ricerca principale nel Laboratorio di Elettronica Organica, ha combinato tre materiali:il polimero conduttore PEDOT:PSS, una gomma poliuretanica idrosolubile, e un liquido ionico. Il risultato è un composito con proprietà uniche. Il PEDOT:PSS gli conferisce proprietà termoelettriche, la gomma dona elasticità, e il liquido ionico assicura morbidezza.

Nara Kim ha svolto la ricerca sotto la guida del Professor Xavier Crispin e del Senior Lecturer Klas Tybrandt, entrambi al Laboratorio di Elettronica Organica.

"Xavier Crispin è un pioniere nei materiali termoelettrici organici; Klas Tybrandt è un esperto di materiali elettronici morbidi; e io contribuisco con la mia conoscenza dei compositi organici. Abbiamo avuto l'idea per il nuovo materiale insieme, " lei dice.

PEDOT:PSS è il polimero conduttore più comune ed è utilizzato in molte applicazioni, non da ultimo per le sue buone proprietà termoelettriche. Ma la pellicola polimerica spessa è troppo dura e fragile per essere integrata con successo nell'elettronica indossabile.

"Il nostro materiale è 100 volte più morbido e 100 volte più elastico di PEDOT:PSS, "dice Klas Tybrandt, che guida il gruppo di Soft Electronics presso il Laboratorio di Elettronica Organica.

"La capacità di controllare la struttura del materiale sia su nanoscala che su microscala ci consente di combinare le eccellenti proprietà dei diversi materiali in un composito, " lui dice.

Il nuovo composito è anche stampabile.

"Il composito è stato formulato mediante miscelazione di soluzioni a base d'acqua e può essere stampato su varie superfici. Quando la superficie si flette o si piega, il composto segue il movimento. E il processo per produrre il composito è economico e rispettoso dell'ambiente, "dice Nara Kim.

I ricercatori vedono una vasta gamma di nuove possibilità utilizzando il materiale per creare materiali conduttori organici morbidi ed elastici.

"Ci sono molti liquidi ionici, polimeri conduttori ed elastomeri tradizionali che possono essere combinati per dare nuovi nanocompositi per molte applicazioni, come generatori termoelettrici, supercondensatori, batterie, sensori, e in applicazioni indossabili e impiantabili che richiedono spessore, materiali elastici ed elettricamente conduttori, "dice Saverio Crispin.