《Nature,Electronics》3D热电微结构的直接墨水书写

微热电模块可用作集成系统中的能量收集器、主动冷却器和热传感器。然而,使用传统的微加工工艺制造此类模块成本高昂,并且只能生产二维热电薄膜,这限制了高温梯度的形成,从而限制了产生的电量。最近,蔚山国立科学技术学院科研团队展示了可以通过直接写入基于粒子的热电墨水来制造微型三维热电结构。

微热电模块可用作集成系统中的能量收集器、主动冷却器和热传感器。然而,使用传统的微加工工艺制造此类模块成本高昂,并且只能生产二维热电薄膜,这限制了高温梯度的形成,从而限制了产生的电量。

图 1:TE 墨水的直接 3D 书写。

最近,蔚山国立科学技术学院(UNIST)科研团队展示了可以通过直接写入基于粒子的热电墨水来制造微型三维热电结构。使用尺寸控制和表面氧化,设计 (Bi,Sb)2(Te,Se)3 基粒子墨水的特性,以创建具有高粘弹性且不含有机粘合剂的胶体墨水,并使用一个 3D 打印过程。所得结构表现出 1.0(p 型)和 0.5(n 型)的高热电品质因数,与块状铸锭相当。由三维写入的垂直细丝制成的微热电发电机具有大的温度梯度和 479.0 μW cm–2 的功率密度。

相关论文以题为Direct ink writingof three-dimensional thermoelectric microarchitectures发表在《Nature Biomedical Engineering》上。通讯作者是蔚山国立科学技术学院Han Gi Chaeh和Jae Sung Son教授。

参考文献:

doi.org/10.1038/s41928-021-00622-9

原文刊载于【高分子材料科学】前沿

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