Le catene di atomi che si snodano all'interno di un polimero plastico migliorano la sua capacità di condurre elettricità, secondo un rapporto di ricercatori, guidato dal fisico applicato Hisaaki Tanaka dell'Università di Nagoya, nel diario Progressi scientifici . L'intuizione potrebbe aiutare ad accelerare lo sviluppo di fonti di alimentazione indossabili per un vasto numero di dispositivi Internet delle cose.

Si prevede che le società "intelligenti" del futuro conterranno un gran numero di dispositivi elettronici interconnessi tramite Internet:il cosiddetto Internet delle cose. Gli scienziati hanno cercato modi per utilizzare il calore corporeo per caricare alcuni tipi di microdispositivi e sensori. Ma questo richiede leggerezza, non tossico, indossabile, e generatori termoelettrici flessibili.

Materie plastiche che possono condurre elettricità, chiamati polimeri conduttori, potrebbe riempire questo conto, ma le loro prestazioni termoelettriche devono essere migliorate. I loro film sottili hanno strutture altamente disordinate, formato da parti cristalline e non cristalline, rendendo notoriamente difficile capire le loro proprietà e quindi trovare modi per ottimizzare le loro prestazioni.

Tanaka ha lavorato con i colleghi in Giappone per comprendere le proprietà termoelettriche di un polimero a base di tiofene altamente conduttivo, chiamato PBTTT. Hanno aggiunto o "drogato" il polimero con un sottile gel di elettrolita ionico, che è noto per migliorare la conduttività. Il gel si infiltra con successo nel polimero solo quando viene applicata una specifica tensione elettrica.

Hanno usato una varietà di tecniche di misurazione per comprendere i cambiamenti elettronici e strutturali del polimero quando viene drogato. Hanno scoperto che, senza il gel elettrolitico, la catena PBTTT è altamente attorcigliata. Drogandolo con una quantità critica di elettrolita si scioglie la catena e si creano legami tra le sue parti cristalline, miglioramento della conducibilità elettronica.

Gli scienziati riferiscono che la formazione di questa rete conduttiva interconnessa è ciò che determina le massime prestazioni termoelettriche del polimero, che sono stati in grado di osservare in modo univoco in questo studio.

Stanno ora cercando modi per ottimizzare le prestazioni termoelettriche dei polimeri conduttori a film sottile attraverso la progettazione dei materiali e la modifica delle condizioni di fabbricazione.

L'articolo, "Proprietà termoelettriche di un polimero semicristallino drogato oltre la transizione isolante-metallo mediante gating elettrolitico, " è stato pubblicato sulla rivista Progressi scientifici il 14 febbraio, 2020.