(Phys.org) — Een team onder leiding van Jeffrey Urban en Rachel Segalman van de Berkeley Lab Materials Sciences Division hebben een sterk geleidend polymeergedrag ontdekt dat optreedt bij een polymeer/nanokristal-interface. Het samengestelde organische/anorganische materiaal is een thermo-elektrisch materiaal - een materiaal dat warmte kan omzetten in elektriciteit - en presteert beter dan elk van de samenstellende materialen. De resultaten kunnen niet alleen van invloed zijn op thermo-elektrisch onderzoek, maar ook polymeer/nanokristallen composieten die worden onderzocht voor fotovoltaïsche, batterijen, en waterstofopslag.

Een efficiënt thermo-elektrisch materiaal gemaakt van polymeren en nanokristallen is een aantrekkelijk vooruitzicht omdat het aanzienlijk goedkoper te vervaardigen zou zijn dan traditionele thermo-elektrische materialen. Hier synthetiseerden de onderzoekers tellurium-nanodraden met PEDOT:PSS, een gemeenschappelijk geleidend polymeer, en giet dunne films van de resulterende oplossing. Intrigerend, het team ontdekte dat de composietfilms hogere thermo-elektrische prestaties hadden dan alleen het polymeer of de nanodraden.

De onderzoekers rationaliseerden hun ongebruikelijke resultaten door de films te modelleren als een composiet van drie verschillende materialen:nanodraden, bulkpolymeer, en een nieuwe grensvlak polymeerfase met verhoogde elektrische geleidbaarheid. De zeer geleidende grensvlakpolymeerfase suggereert nieuwe routes voor het verbeteren van elektronische en thermische eigenschappen in hybride materialen en apparaten, voor thermo-elektrische energieconversie en andere energietoepassingen.