Eine Gruppe von Forschern, die am Ulsan National Institute of Science and Technology arbeiten, hat eine neue Art von Tinte entwickelt, mit der Miniatur-3D-Generatoren gedruckt werden können. In ihrem in der Zeitschrift Nature Electronics veröffentlichten Artikel beschrieb die Gruppe die Entwicklung ihrer neuen Tinte.

Thermoelektrische Geräte können Strom erzeugen, indem sie Wärme nutzen, die sich vom heißeren zum kälteren Teil des Materials bewegt. Wissenschaftler haben nach Wegen gesucht, thermoelektrische Geräte herzustellen, die Geräte wie drahtlose Sensoren mit Strom versorgen. Theoretisch können sie angetrieben werden, indem man sich natürliche schnelle Temperaturänderungen zunutze macht, beispielsweise wenn das Morgenlicht plötzlich auf eine kühle, dunkle Oberfläche scheint.

Wie die Forscher betonten, sind mikrothermoelektrische Geräte ein Mittel, um elektrische Energie aus einem thermischen System zu gewinnen. Es war jedoch immer problematisch, sie kommerziell nutzbar zu machen. Sie glauben, dass bestehende Technologien kostspielig sind und die meisten davon in Form von zweidimensionalen Filmen vorliegen, was die Arten der möglichen Anwendungen einschränkt. In dieser neuen Arbeit versuchen Forscher, einen Weg zu finden, Generatoren mithilfe des 3D-Drucks zu erstellen.

Die Forscher erkannten, dass für das Drucken von Mikrogeneratoren die Entwicklung einer neuen Tintenart erforderlich ist. Sie untersuchten zunächst die Eigenschaften existierender Tinten und legten dabei besonderes Augenmerk auf ihre kolloidale Rheologie, bei der die Korrelation zwischen der Größe und Verteilung geladener Teilchen untersucht wurde. Sie fanden heraus, dass kleinere Partikel und Partikel, die sich in engen Verteilungskanälen sammeln, eine höhere Viskosität erzeugen. Sie fanden auch heraus, dass die Kontrolle der Oberflächenoxidation thermoelektrischer Partikel den durch Additive verursachten sogenannten Abschirmeffekt reduzieren kann. Das Endergebnis sind verbesserte rheologische Eigenschaften.

Mit diesem Wissen entwickelten die Forscher eine Tinte, mit der winzige Säulen (1.4 mm hoch und weniger als 0.5 mm im Durchmesser) auf Siliziumchips gedruckt werden können. Dann nutzten sie ihre Technologie, um mehrere Spalten auf den Chip zu drucken und fanden heraus, dass er als thermoelektrisches Gerät verwendet werden konnte, indem nur eine Seite davon erhitzt und die andere Seite gekühlt wurde. Sie fanden heraus, dass die Leistungsdichte des Geräts 479.0 μW cm –2 betrug, um einen winzigen drahtlosen Sensor mit Strom zu versorgen.

Link zu diesem Artikel: Neue Tinte kann den Mikro-3D-Generator drucken

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