Verbetering van de prestaties van thermo-elektrische polymeren door moleculaire uitlijning

Thermo-elektrische energie (TE's) zijn energie-oogstmachines die afvalwarmte omzetten in elektrische energie en vice versa (ze kunnen elektriciteit gebruiken voor actieve verwarming / koeling). Van de verschillende klassen TE-materialen hebben organische TE-materialen de voordelen dat ze niet-toxisch, overvloedig, bedrukbaar en mechanisch flexibel zijn. Daarom zijn organische thermo-elektrische systemen (OTE's) perfecte kandidaten om draagbare autonome sensoren aan te drijven die zijn geïntegreerd in slim textiel of zelfs in direct contact met de huid. Dergelijke systemen kunnen meerdere toepassingen vinden in de biogeneeskunde en sport. De huidige prestaties van OTE's blijven echter achter bij die van zijn anorganische tegenhangers. Van moleculaire uitlijning is aangetoond dat het de eigenschappen van elektronische polymeren sterk beïnvloedt. Daarom zal de kandidaat in dit project werken aan het induceren van moleculaire uitlijning op OTE-materialen met behulp van een extern elektrisch veld. De hypothese van dit project is dat de Electric Field Assisted Molecular Alignment (EFAMA) -techniek zal resulteren in materialen met goed uitgelijnde moleculen, wat leidt tot een boost in hun TE-prestaties. Het correct meten van de TE-prestatie van organische dunne-filmmaterialen is een uitdagende taak. Daarom zal het een belangrijk deel van dit project in beslag nemen. In dit project wordt van de promovendus verwacht dat hij: • Zich vertrouwd maken met de begrippen elektrische geleidbaarheid en mobiliteit, ladingdragersconcentratie, Seebeck-coëfficiënt en thermische geleidbaarheid, en met de verschillende methoden om deze eigenschappen te meten. Hij / zij zal het gebruik van commerciële tools moeten beheersen om deze eigenschappen te meten en, in sommige gevallen, gespecialiseerde opstellingen moeten ontwikkelen. • Bouw een blade-coating / oplossingsschaaropstelling om EFAMA aan te brengen op dunne films van OTE-materialen die uit een oplossing zijn gegoten met behulp van zowel commerciële als aangepaste (half) geleidende polymeren met bekende TE-eigenschappen. • Werk nauw samen met projectgenoten voor de morfologische karakterisering van de films. • Karakteriseer de TE-eigenschappen van de films grondig en evalueer het effect van de e-veldkarakteristieken (AC vs DC, frequentie en amplitude) op de uiteindelijke prestatie. • Correleer TE-prestaties met moleculaire alignering om de projecthypothese te valideren. Breid de methodologie uit naar EFAMA 3D-geprinte dikke materialen.