Kyky mitata painetta, lämpötilaa ja kosteutta on tärkeää monissa kuluttaja- ja teollisissa sovelluksissa. Nyt Linköpingin yliopiston orgaanisen elektroniikan laboratorion tutkijat ovat yhdistäneet kaikki kolme mittausta yhdeksi sellupohjaiseksi anturiksi.

Tämän mahdollistaa sellaisten polymeerien elastisen geelin kehittäminen, joka johtaa sekä ioneja että elektroneja ja samalla myös lämpösähköisen vaikutuksen hyödyntäminen.

Kun selluloosan nanokuituja sekoitetaan johtavan polymeerin PEDOT:PSS:n kanssa vedessä ja seos pakastekuivataan tyhjössä, tuloksena on aerogeelinen materiaalirakenne.

Lisäämällä siihen polysilaania saadaan aikaan joustavuutta. Kun materiaali joutuu paineen alaiseksi, sen resistanssi putoaa.

Koska materiaali on myös termosähköinen, sen avulla mahdollista mitata lämpötilan muutoksia: mitä suurempi lämpötilaero on lämpimän ja kylmän puolien välillä, sitä suurempi on syntyvä jännite. Kosteus vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti ionit siirtyvät lämpimältä puolelta kylmään. Jos kosteus on nolla, ionit eivät kulje.

”Uutta on se, että voimme tehdä eron elektronien termosähköisen vasteen ja ionien välillä seuraamalla sähköistä signaalia ajan suhteen. Tämä johtuu siitä, että nämä kaksi vastetta tapahtuvat eri nopeuksilla”, kertoo orgaanisen elektroniikan laboratorion professori Xavier Crispin.

Lisää: Nanobitteja.fi (LINKKI), yliopiston tiedoteuutinen (LINKKI) ja tutkimusartikkeli Advanced Science -tiedelehdessä (LINKKI)

 Aloituskuva: Tutkijan Shaobo Han ja sellosapohjainen anturi, joka voi mitata painetta, lämpötilaa ja kosteutta – samanaikaisesti.