Plast kan göra elektroniska sensorer mer klimatsmarta

En sensor för glukosmätning som kan användas av diabetiker. Foto: Andrey Popov/Mostphotos

Den digitala tekniken har i många avseenden revolutionerat våra vardagliga liv. Vi använder mobiltelefoner för en stor del av vår kommunikation och medicinsk utrusning kan idag mäta väldigt små förändringar i vår kropp, t ex blodsockernivåer. Den ökade digitaliseringen har också lett till ett större elektroniska avfall. Vissa material är svåra att separera och därmed också att återvinna. Det handlar främst om kisel, men också annat kritiskt råmaterial som kobolt, germanium, indium och platina.

Ett sätt att minska vårt elektroniska avfall har varit att minska mängden material som används eller slösas bort vid produktion, men utmaningen är att inte samtidigt minska funktionaliteten. Nu har forskarna visat att en blandning av polystyren med andra material kan användas för att minska mängden organiska halvledare i nya typer av elektrokemiska transistorer för till exempel bärbar elektronik, biosensorer och medicinska implantat. 

Erica Zeglio. Foto: Dr. Biswanath Das

– Organiska halvledare har potential att minska vårt beroende av kritiska råmaterial, särskilt i produkter som inte är tänkta att hålla livet ut, till exempel engångselektronik, säger Erica Zeglio som är biträdande lektor och WISE Fellow vid Institutionen för material- och miljökemi vid Stockholms universitet. Problemet är att högpresterande organiska halvledare för närvarande tillverkas i liten skala i en avancerad kemisk process. Vanliga polymerer, som polystyren, tillverkas till en bråkdel av kostnaden och i stor skala.

– Blandningar som minskar mängden halvledare och ökar prestandan är en win-win, säger Anna Herland som är professor på KTH och medförfattare till studien. Då kan vi använda mindre mängd dyrbara komponenter samtidigt som vi får bättre prestanda och stabilitet. 

– Den organiska halvledaren p(N-T) blandat med polystyren var det mest stabila materialet och därmed min favorit, sa Sebastian Buchmann under sin disputation. Han var, tillsammans med bland annat Erica Zeglio, en av de första att använda dessa material i en nyligen publicerad artikel (Researchers hacked a 3D printer to speed up fabrication of bioelectronics).

– Det här projektet startades av vårt eget behov att använda så lite som möjligt av våra värdefulla organiska halvledare. Vi hoppas att dessa resultat kommer att bidra till billigare och en storskalig utveckling av organiska halvledare, säger Erica Zeglio vid Stockholms universitet. 

Studien publicerades i tidskriften Advanced Materials