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Neuartiges thermoelektrisches Kompositmaterial zur Verwendung in Sensoren

Ref-Nr: TA-HU 13/2016


Kurzfassung

Bei der Erfindung handelt es sich zum einen um ein neuartiges thermoelektrisches pastöses Kompositmaterial, welches für die Verwendung in Sensoren, insbesondere zur Temperaturmessung, geeignet ist und zum anderen um ein Verfahren zur Temperaturmessung unter Verwendung des neuartigen thermoelektrischen Kompositmaterials.


Hintergrund

Thermoelektrika sind Materialien, die auf Grund eines Temperaturunterschieds Strom erzeugen. Diese Wirkung beruht auf dem im Jahre 1822 von Thomas Johann Seebeck entdeckten und nach ihm benannten Seebeck-Effekts (S). Für die Messung von Temperaturen sind neue thermoelektrische Materialien mit hohen Seebeck-Koeffizenten erstrebenswert.

Das patentierte halbleitende Komposit enthält das Polymer Polylactid (PLA), den Füllstoff Silizium (Si) sowie Lösungsmittel. Das Lösungsmittel sorgt für die gewünschte Viskosität für die Verarbeitung. Das Flüchtige Lösungsmittel verdampft nach der Verarbeitung und hinterlässt das gewünschte PLA-Si Komposit.


Bilder & Videos


Lösung

Thermoelektrika sind Materialien, die auf Grund eines Temperaturunterschieds Strom erzeugen. Diese Wirkung beruht auf dem im Jahre 1822 von Thomas Johann Seebeck entdeckten und nach ihm benannten Seebeck-Effekts (S). Für die Messung von Temperaturen sind neue thermoelektrische Materialien mit hohen Seebeck-Koeffizenten erstrebenswert.

Das patentierte halbleitende Komposit enthält das Polymer Polylactid (PLA), den Füllstoff Silizium (Si) sowie Lösungsmittel. Das Lösungsmittel sorgt für die gewünschte Viskosität für die Verarbeitung. Das Flüchtige Lösungsmittel verdampft nach der Verarbeitung und hinterlässt das gewünschte PLA-Si Komposit.


Vorteile

Ein Vorteil des patentierten thermoelektrischen Kompositmaterials sind, bedingt durch seinen großen Seebeck-Koeffizienten, seine hohe Empfindlichkeit in der Temperaturmessung sowie ein sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das PLA-Silizium-Komposit zunächst in pastöser nicht zu viskoser Form vorliegt, und so auch auf unregelmäßige Oberflächen aufgetragen werden kann, und sich erst durch das Verdampfen des Lösungsmittels (in der Regel Di- oder Trichlormethan) verfestigt. Eine Temperaturmessung ist damit auch an unregelmäßigen Oberflächen möglich.  Der einfache Messaufbau mittels Spannungsmessung macht das Verfahren besonders unkompliziert in der Anwendung.


Anwendungsbereiche

Die Verwendung der erfindungsgemäßen thermoelektrischen Kompositmaterialien in der Additiven Fertigung (3D Drucken) ist ein zusätzlicher besonderer Vorteil. Das Drucken von funktionalisierten Gegenständen ist damit denkbar.

Neben der Verwendung als Sensoren zur Temperaturbestimmung können die beschriebenen thermoelektrischen Komposite auch als Berührungssensoren oder ähnliches verwendet werden.


Humboldt-Universität zu Berlin

Dr. Viola Muth
+49 (0)30 2093 12922
viola.muth@hu-berlin.de
http://forschung.hu-berlin.de
Adresse
Ziegelstr. 13c
10117 Berlin



Entwicklungsstand

Labormuster


Patentsituation

  • DE DE 10 2017 110 949 B3 erteilt

Stichworte

Thermoelektrisches Komposit, Temperaturmessung, Sensoren, Seebeck-Effekt

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen