| Source DB | nl |
|---|
| Institution | KU Leuven |
|---|
| Code | 5bc68caa-ef4c-4c9b-b3a0-4a000065c460 |
|---|
| Unit | 6e5c92f1-850b-43a4-8636-3e3c9babd59f
|
|---|
| Begin | 2/22/2021 |
|---|
| End | 2/22/2025 |
|---|
| title fr |
|
|---|
| title nl | 3D printen van sterk uitgelijnde thermoelektrische polymeren
|
|---|
| title en | 3D printing of highly aligned thermoelectric polymers
|
|---|
| Description fr |
|
|---|
| Description nl | Thermoelektrische energie (TEs) zijn energie-oogstmachines die afvalwarmte omzetten in elektrische energie en vice versa (ze gebruiken elektriciteit voor actieve verwarming / koeling). Van de verschillende klassen TE materialen hebben organische TE materialen de voordelen dat ze niet-toxisch, overvloedig en mechanisch flexibel zijn. Daarom zijn organische thermo-elektrische systemen (OTEs) perfecte kandidaten om draagbare autonome sensoren aan te drijven die zijn geïntegreerd in slim textiel of zelfs in direct contact met de huid. Dergelijke systemen kunnen meerdere toepassingen vinden in de biogeneeskunde en sport. Het gebruik van printtechnologieën vergemakkelijkt de fabricage van OTE materialen over grote oppervlakken. Met name 3D printen is aantrekkelijk omdat het de productie van verticale structuren met een hoge aspectverhouding en uitgewerkte vormen mogelijk maakt. Organisch bedrukte thermoelektrische materialen hebben momenteel echter te lijden onder lage prestaties. Hun prestatie hangt niet alleen af van het materiaal zelf, maar ook van de manier waarop de moleculen in de vaste fase zijn gerangschikt. De hypothese van dit project is dat de herschikking van de moleculen op een manier dat ze allemaal in dezelfde richting georiënteerd zijn (moleculaire uitlijning) zal leiden tot een boost in de thermo-elektrische prestatie van het organische materiaal. In dit project wordt van de promovendus verwacht dat hij: 1- Ontwikkel een nieuwe opstelling die micro-extrusie 3D-printen combineert met een extern elektrisch veld (e-veld) dat moleculaire uitlijning in het geprinte polymeer zal induceren, wat leidt tot een boost in de TE-prestaties. Deze Electric Field Assisted Molecular Alignment (EFAMA) 3D printtechnologie zal ook helpen bij het verbeteren van de patroonresolutie van de 3D structuren. 2- Formuleer commerciële en aangepaste (half) geleidende polymeren met bekende TE-eigenschappen als inkten met de juiste reologie om 3D geprint te worden met de ontwikkelde setup. 3- Evalueer het effect van de afdrukparameters en e-veldkenmerken (AC vs DC, frequentie en amplitude) op de uiteindelijke nanostructuur en afdrukresolutie. 4- Werk samen met andere onderzoekers in de groep om de nanostructuur en TE prestaties van het gedrukte materiaal te karakteriseren om de initiële projecthypothese te valideren.
|
|---|
| Description en | Thermoelectrics (TEs) are energy harvesters that convert waste heat into electrical energy and vice versa (they use electricity to provide active heating/cooling). Among the different classes of TE materials, organic TE materials present the advantages of being non-toxic, abundant and mechanically flexible. Therefore, organic thermoelectrics (OTEs) are perfect candidates to power wearable autonomous sensors integrated in smart textiles or even in direct contact with the skin. Such systems can find multiple applications in biomedicine and sports. The use of printing technologies facilitates the manufacture of OTE materials over large-areas. In particular, 3D printing is appealing because it allows the production of vertical structures with high aspect ratio and elaborated shapes. However, organic printed thermoelectrics suffer currently from low performances. Their performance depends not only on the material itself, but also on the way its molecules are arranged in the solid phase. The hypothesis of this project is the re-arrangement of the molecules in a way that they are all oriented in the same direction (molecular alignment) will lead to a boost in the thermoelectric performance of the organic material. In this project, the PhD candidate is expected to: 1- Develop a new setup combining micro-extrusion 3D printing with an external electric field (e-field) that will induce molecular alignment in the printed polymer leading to a boost in its TE performance. This Electric Field Assisted Molecular Alignment (EFAMA) 3D printing technology will also help improving the patterning resolution of the 3D structures. 2- Formulate commercial and customized (semi)conducting polymers with known TE properties as inks with the right rheology to be 3D printed with the developed setup. 3- Evaluate the effect of the printing parameters and e-field characteristics (AC vs DC, frequency and amplitude) on the final nanostructure and printing resolution. 4- Collaborate with other researchers in the group to characterize the nanostructure and TE performance of the printed material to validate the initial project hypothesis.
|
|---|
| Qualifiers | - Additive manufacturing - Organic Thermoelectrics - |
|---|
| Personal | Molina Lopez Francisco, Baysal Hasan Emre |
|---|
| Collaborations | |
|---|
