Projektbeschreibung
Neue Ära der organischen Elektronik dank molekularer Ausrichtung
Da die organische Elektronik unter Einsatz organischer kohlenstoffbasierter Materialien enorme Möglichkeiten in Bezug auf Funktionalisierung und maßgeschneiderte Eigenschaften zu bieten hat, ist sie ein florierender Bereich der Werkstoffentwicklung. Es sind Anwendungen in allen Bereichen, von der häuslichen Beleuchtung über Photovoltaik bis hin zu Biosensoren und Gewebegerüsten, im Gange. Organische Thermoelektrik, welche die Vorteile der organischen Elektronik mit einem exzellenten Wärmemanagement im Vergleich zur konventionellen Elektronik verbindet, könnte die Elektronikindustrie revolutionieren. Das EU-finanzierte Projekt 3DALIGN entwickelt nun Wege, um die elektrische Leitfähigkeit von dreidimensional gedruckten organischen thermoelektrischen Bauelementen zu verbessern, während gleichzeitig die niedrige Wärmeleitfähigkeit durch eine innovative Methode der molekularen Ausrichtung beibehalten wird. Diese äußerst gelungene Kombination wird der Türöffner zu einem neuen Zeitalter der organischen Elektronik sein.
Ziel
Thermoelectrics (TEs) are important because they can convert heat directly into electrical energy and enable efficient heating/cooling. However, their popularization has been hindered by 1) their low efficiency (especially at room temperature), 2) the use of rare/toxic materials, and 3) the difficulty to process those materials. In 3DALIGN, I target a 3-in-1 solution to these challenges by using for the first time electric-field-assisted molecular alignment of 3D-printed TE polymers. High electrical/low thermal conductivity is required for efficient TEs, but both conductivities go hand in hand in traditional inorganic TE materials. This paradigm can shift for polymers, which possess complicated molecular structure. Despite their relatively low electrical conductivity, conducting polymers are appealing for TEs due to their much lower thermal conductivity than inorganic TE materials. Existing studies of organic TEs have focused on finding new materials, but no attention has been paid to molecular ordering, a known strategy to improve performance in organic transistors. I have recently developed a versatile method to induce molecular alignment in solution-processed polymers by using externally applied electric fields. In 3DALIGN, I propose to use this new method to boost the electrical conductivity of polymer TEs while inducing minimal alteration in their thermal conductivity. The high-risk of this goal is mitigated by other advantages of using polymer TEs: polymers are less toxic and more abundant than inorganic TE materials; and they are easy to 3D print, enabling a simple fabrication route for large-area through-plane TE structures that will lead to novel applications. In conclusion, this project will shed light in the relationship between molecular ordering and transport properties of organic electronic materials. If successful, it will also introduce a breakthrough in the performance and feasibility of TEs.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenElektromagnetismus und Elektronik
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenPolymerwissenschaft
- Technik und Technologie
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Schlüsselbegriffe
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Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
3000 Leuven
Belgien