مواد و ساخت پیشرفته

یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی Simone Fabiano در سوئد، با ترکیب کردن دو پلیمر نارسانا با خواص مختلف، ماده آلی دارای توانایی هدایت فوق‌العاده تولید کرده است که نیازی به دوپه شدن ندارد.
در حال حاضر، محققان برای افزایش رسانایی پلیمرهای مورد نیاز تولید سلول‌های خورشیدی کارآمدتر، دیودها و دیگر کاربردهای بیوالکترونیکی، از دوپه کردن مواد مختلف استفاده می‌کنند. معمولا این کار با گرفتن و یا دادن یک الکترون به یک پلیمر نیمه‌رسانا با استفاده از اضافه کردن یک مولکول دوپ‌کننده صورت می‌پذیرد که باعث افزایش تعداد حامل‌های بار و در نتیجه توانایی هدایت الکتریکی در ماده می‌شود.
اکنون فابیانو و گروه تحقیقاتی وی که از دانشمندان پنج کشور می‌باشند، با ترکیب دو پلیمر مختلف، موفق به تولید جوهر رسانایی شده‌اند که برای انتقال الکتریسیته نیازی به دوپینگ ندارد. چون سطح انرژی دو پلیمر کاملاً مطابقت دارد، حامل‌های بار به طور خود به خود از یک پلیمر به دیگری منتقل می‌شوند.
فابیانو می‌گوید: "پدیده انتقال بار خود به خودی قبلاً نشان داده شده بود، اما فقط برای بلورهای منفرد در مقیاس آزمایشگاهی." "تاکنون در این خصوص، موردی را که بتواند در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گیرد، نشان داده نشده است. این پلیمرها از مولکول‌های بزرگ و پایداری تشکیل شده‌اند که به راحتی از محلول جدا می‌شوند و به همین دلیل برای استفاده در مقیاس صنعتی به عنوان جوهر در الکترونیک چاپی مناسب هستند."
پلیمرهای مورد استفاده ساده و نسبتاً ارزان هستند و از نظر تجاری در دسترس هستند. هیچ ماده اضافی از مخلوط پلیمر نهایی، جدا نمی‌شود. همچنین این پلیمر برای مدت طولانی پایدار است و می تواند در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کند. این خصوصیات برای دستگاه‌های تولید و ذخیره‌سازی انرژی و همچنین ابزار الکترونیکی پوشیدنی مهم هستند.
فابیانو توضیح می‌دهد:"از آنجا که آنها عاری از عوامل دوپینگ هستند، به مرور زمان پایدار هستند و می‌توانند در کاربردهای مختلف مورد نیاز، مورد استفاده قرار گیرند." "کشف این پدیده امکانات کاملاً جدیدی را برای بهبود عملکرد دیودها و سلول‌های خورشیدی ایجاد می‌کند."

مگنوس برگگر، افزوده: "اساساً، دوپینگ در پلیمرها برای ایجاد هدایت الکتریکی بالا، تاکنون فقط با افزودن یک دوپه‌کننده نارسانا با یک پلیمر رسانا حاصل شده است." "اکنون برای اولین بار، سیستم کامپوزیتی از ترکیب دو پلیمر ایجاد شده که بسیار پایدار و بسیار رسانا است. این کشف فصل جدید جدیدی را در زمینه پلیمرها تعریف می کند".
منبع:
https://www.materialstoday.com/polymers-soft-materials/news/polymers-take-charge-to-produce-conductive-ink/