Chalmers gör framsteg inom organiska halvledare
Forskare på Chalmers har snubblat över en metod för att enklare kunna tillverka ledande plast i större kvantiteter och utan giftiga kemikalier. Det framgår i en artikel från universitetet.
Nyckeln till den nya tillverkningsmetoden hittades av en slump vid ett rutinmässigt försök i labbet. När en kemisk reaktion gick för fort och plasten blev klar för snabbt fick forskarna idén att sänka värmen i processen. Detta ledde dem till att utveckla processen för att tillverka materialet i rumstemperatur med lägre energiåtgång och utan giftiga kemikalier.
Joost Kimpel, huvudförfattare till den nya studien, påpekar att ingredienserna i deras recept är milda och kan användas inom industrin:
Att undvika gifter i tillverkningen betyder en säkrare arbetsmiljö för personalen, ger konsumenten trygghet och underlättar återvinning. Dessutom kan kostnaderna sänkas radikalt, eftersom giftiga ämnen kräver avancerad hantering, inte minst när det gäller skyddsprocedurer, förvaring och deponering av restprodukter”, säger han.
Öppnar dörrar för nya användningsområden
Elektriskt ledande plast, eller "konjugerade polymerer", är halvledare med egenskaper som gör det möjligt att tillverka organisk elektronik. Denna typ av elektronik kan användas inom områden såsom omvandling och lagring av energi, bärbar elektronik, elektroniska textilier och bioteknologi i anslutning till eller nära kroppen.
Grundmaterialen har sitt ursprung i de aromatiska föreningarna thienothiophene och bithiophene. Dessa ämnen, och en palladiumkatalysator, blandas i det skonsamma lösningsmedlet N-butyl-2-pyrrolidon.
Christian Müller, professor vid institutionen för kemi- och kemiteknik och vetenskaplig ledare för en den nya studien, framhåller att man vid större volymer kommer att kunna arbeta med materialet på ett helt annat sätt.
"Det krävs större mängder för att kunna utveckla de olika användningsområden som finns, exempelvis inom bioteknologi, energilagring och bärbar elektronik”, säger Christian Müller, professor vid institutionen för kemi- och kemiteknik och vetenskaplig ledare för en studie som nyligen publiceras i Science Advances.
Tio gånger dyrare än guld
Hundra gram av den elektriskt ledande plasten skulle idag kosta runt en miljon kronor på marknaden; ungefär tio gånger så mycket som äkta guld. Nästa steg i forskningen blir att arbeta vidare med en metod som gör det möjligt att producera ännu större volymer – utan avbrott och med exakt samma resultat varje gång.
”Möjligheterna är stora, men där är det upp till samhället och marknaden vad som tas fram. Det är ett stort steg från labb till industri, men vi hoppas att den nya tillverkningsmetoden ska kunna bidra med mycket nytta”, tillägger han.
Vetenskaplig artikel väckte intresse
Den vetenskapliga artikeln Open-flask, ambient temperature direct arylation synthesis of mixed ionic-electronic conductors har publicerats i Science Advances, och enligt Chalmers har forskarna redan märkt av ett stort intresse, inte minst genom att forskare från andra universitet har hört av sig. Nu hoppas de att den nya tillverkningsmetoden ska kunna ta den elektriskt ledande plasten ut i samhället.
”En viktig upptäckt med den här studien är att produktionsmetoden gör den elektriskt ledande plasten mycket bättre, vilket också betyder att elektroniken som använder de här materialen kan bli mer kraftfull”, säger Christian Müller.