Micrografia a forza atomica di film compositi nanofili-polimero di composizione variabile, e schematico della fase interfacciale altamente conduttiva.
(Phys.org) —Un team guidato da Jeffrey Urban e Rachel Segalman della Berkeley Lab Materials Sciences Division ha scoperto un comportamento del polimero altamente conduttivo che si verifica in corrispondenza di un'interfaccia polimero/nanocristallo. Il materiale composito organico/inorganico è un termoelettrico – un materiale in grado di convertire il calore in elettricità – e ha prestazioni superiori a uno dei suoi materiali costitutivi. I risultati potrebbero avere un impatto non solo sulla ricerca termoelettrica, ma anche compositi polimero/nanocristallo oggetto di studio per il fotovoltaico, batterie, e stoccaggio dell'idrogeno.
Un materiale termoelettrico efficiente realizzato con polimeri e nanocristalli è una prospettiva interessante in quanto sarebbe significativamente più economico da fabbricare rispetto ai tradizionali termoelettrici. Qui i ricercatori hanno sintetizzato nanofili di tellurio con PEDOT:PSS, un comune polimero conduttore, e gettare film sottili della soluzione risultante. intrigante, il team ha scoperto che i film compositi avevano prestazioni termoelettriche più elevate rispetto al polimero o ai soli nanofili.
L'elevata conduttività elettrica è osservata nei film compositi polimerici/nanofili corrispondenti a una frazione ponderale intermedia dei nanofili di tellurio.
I ricercatori hanno razionalizzato i loro risultati insoliti modellando i film come un composto di tre materiali distinti:nanofili, polimero sfuso, e una nuova fase polimerica interfacciale con una maggiore conduttività elettrica. La fase polimerica interfacciale altamente conduttiva suggerisce nuovi percorsi per migliorare le proprietà elettroniche e termiche in materiali e dispositivi ibridi, per la conversione dell'energia termoelettrica e altre applicazioni energetiche.
