Forskare har utvecklat ett nytt sätt att skapa ledande bläck för användning i organisk elektronik som solceller, konstgjorda nervceller och mjuka sensorer. Genom metoden minskar användningen av farliga kemikalier.
Organisk elektronik är på frammarsch som ett komplement, eller ersättning, till kiselbaserad elektronik.
Tack vare enkel tillverkning, hög flexibilitet och låg vikt kombinerat med de elektriska egenskaper som vanligtvis förknippas med traditionella halvledare, finns tillämpningar inom bland annat digitala skärmar, energilagring, solceller, sensorer och implantat.
Farliga kemikalier ett hinder
Att elektronik är organisk innebär att den är uppbyggd av halvledande plaster – så kallade konjugerade polymerer. Men för att tillverka dessa plaster krävs ofta miljöfarliga, giftiga och lättantändliga lösningsmedel. Det här är ett stort hinder för en bred och hållbar användning av organisk elektronik.
Men nu har forskare vid Linköpings universitet utvecklat en ny hållbar metod för att skapa dessa polymerer i ett ledande bläck med vatten som lösningsmedel. Förutom att metoden är miljövänligare är också ledningsförmågan hos det nya bläcket väldigt hög.
– Med metoden, som kallas ground-state electron transfer, kommer vi inte bara runt problematiken med användandet av farliga kemikalier, vi kan också uppvisa förbättringar i materialets egenskaper, säger Simone Fabiano som forskar om organisk elektronik vid Linköpings universitet.
Mer stabilt jämfört med traditionella material
När forskarna testade det nya ledande bläcket som transportlager i en organisk solcell kunde de se att både stabilitet och effektivitet blev högre än med traditionella material.
De har också testat bläcket för att skapa elektrokemiska transistorer och konstgjorda nervceller, som uppvisade egenskaper som liknar biologiska nervceller.
– Jag tror att våra resultat kan förändra forskningsfältet organisk elektronik i grunden. Genom att tillverka organiska halvledare från gröna och hållbara lösningsmedel som vatten kan vi massproducera elektronik med minimal påverkan på miljön, säger Simone Fabiano.
Vetenskaplig studie:
Ground-state electron transfer in all-polymer donor:acceptor blends enables aqueous processing of water-insoluble conjugated polymers, Nature Communications.
Kontakt:
Simone Fabiano, biträdande professor vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet, simone.fabiano@liu.se
