世界初!熱駆動トランジスタ

リンショーピング大学有機エレクトロニクス研究所のDan Zhao氏とSimone Fabiano氏は、熱電気有機トランジスタを作り出しました。たった1度の温度上昇でも、トランジスタ中に検知可能な電流変調を十分起こすことができます。研究結果は、Nature Communications誌に掲載されています。”私達は、電気信号ではなく熱信号によって制御可能な、論理回路、今回の場合はトランジスタを世界で初めて紹介しています。”と、Xavier Crispin教授が言っています。

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熱駆動トランジスタ

The world’s first heat-driven transistor

The heat-driven transistor opens the possibility of many new applications such as detecting small temperature differences, and using functional medical dressings in which the healing process can be monitored.

‘熱駆動トランジスタは、微小な温度変化を検知したり、回復過程がモニタ可能な機能性医療用ドレッシングで利用等、多くの新しいアプリの可能性を開拓してくれます。’

ヒートカメラや他のアプリ用に、赤外線の熱でコントロール可能な回路を作り出す事も可能です。従来の熱電材に比べ、100倍熱感度が高い事は、センサー機能を果たす、感熱電解質からトランジスタ回路へのシングルコネクタには十分であることを意味しています。1つのセンサーが、スマートピクセルを作り出すために1つのトランジスタと組み合わせ可能です。

スマートピクセルセンサー

スマートピクセルのマトリクスは、例えば、現在ヒートカメラ中で赤外線を検出するために使われているセンサーの代わりに利用可能です。開発が進めば、新しい技術は、新素材が、安価で豊富に存在し、無害なので、新しいスマホ用低価格ヒートカメラに利用できるかもです。

熱駆動トランジスタは、一年前に太陽光によってチャージされたスーパキャパシタの製造をもたらした研究を基にしています。そのキャパシタにおいて、熱は電気に変換され、その後それが利用されるまでキャパシタに貯蔵しておく事が可能です。

100倍高性能な液体電解質

The researchers at the Laboratory of Organic Electronics had searched among conducting polymers and produced a with a 100 times greater ability to convert a temperature gradient to electric voltage than the electrolytes previously used. The liquid electrolyte consists of ions and conducting polymer molecules. The positively charged ions are small and move rapidly, while the negatively charged polymer molecules are large and heavy. When one side is heated, the small ions move rapidly towards the cold side and a voltage difference arises.

‘Laboratory of Organic Electronicsの研究者達は、導電性ポリマーを調査し、以前に使われていた電解質に比べ、100倍高い温度勾配を電圧に変換する能力を持った、液体電解質を作り出しています。その液体電解質は、イオンと導電性ボリマー分子で構成されています。プラスに帯電したイオンは、微小で動きが速く、一方、マイナスに帯電したポリマー分子は、大きくて鈍重です。片側が熱くなると、微小イオンは冷たい側に急速に動き、電圧差が生じます。’

”我々が、キャパシタが機能することを証明した時、新しい電解質のための他のアプリケーションを捜し始めました。”と、Xavier Crispin氏は言っています。

熱で電圧差を作り出して、電流を発生させているようですが、かなり高性能な熱駆動トランジスタのようなので、色々な用途に応用ができそうな気がします。安価で、地球上に豊富に存在する毒性のない物質で作られているようなので、医療用途にも使えるので、その将来性はかなり高いようです。今後の研究の進展がかなり楽しみな新素材の1つと言えます。

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