Mengintegrasikan Mikrocip untuk Kulit Elektronik

Para peneliti menghadirkan elektronik fleksibel terintegrasi pertama yang dibuat atau disusun dari sensor magnetik dan sirkuit organik. Teknologi ini membuka jalan menuju pengembangan kulit elektronik. Kulit manusia adalah organ yang menarik dan multifungsi dengan sifat unik yang berasal dari sifatnya yang fleksibel dan patuh.

Kondisi ini memungkinkan kulit berinteraksi dengan lingkungan fisik eksternal melalui berbagai reseptor yang saling berhubungan dengan sistem saraf. Para ilmuwan telah mencoba untuk mentransfer fitur-fitur ini ke kulit buatan sejak lama, dengan tujuannya adalah aplikasi robot.

Pengoperasian sistem robot sangat bergantung pada fungsi penginderaan medan elektronik dan magnetik yang diperlukan untuk penentuan posisi dan orientasi dalam ruang.

Banyak penelitian dan pengembangan telah dikhususkan untuk implementasi fungsi-fungsi ini dalam bentuk yang fleksibel dan sesuai. Kemajuan terbaru dalam sensor fleksibel dan elektronik organik memberikan prasyarat penting, yakni keberadaan perangkat ini dapat beroperasi pada permukaan lunak dan elastis, sedangkan sensor merasakan berbagai sifat fisik dan mengirimkannya melalui sirkuit pembacaan. Untuk mereplikasi kulit alami, perlu untuk menghubungkan sejumlah besar sensor individu.

Sebuah tugas yang menantang ini menjadi hambatan utama dalam mewujudkan kulit elektronik selama ini. Demonstrasi pertama didasarkan pada berbagai sensor individu yang dialamatkan secara terpisah, yang tak terhindarkan menghasilkan sejumlah besar koneksi elektronik.

Untuk mengurangi kabel yang diperlukan, langkah teknologi penting harus dilakukan, yaitu sirkuit elektronik yang kompleks, seperti register geser, amplifier, sumber arus, dan sakelar harus dikombinasikan dengan sensor magnetik individu untuk mencapai perangkat yang sepenuhnya terintegrasi.

Para peneliti dari Dresden, Chemnitz dan Osaka dapat mengatasi kendala ini dalam sistem sensor magnetik matriks aktif perintis yang disajikan dalam artikel terbaru dari jurnal Science Advances. Sistem sensor terdiri dari 2 x 4 array sensor magnetik, register bootstrap organik yang diperlukan untuk mengendalikan matriks sensor, dan penguat sinyal organik.

Fitur khusus adalah bahwa semua komponen elektronik didasarkan pada transistor film tipis organik dan terintegrasi dalam satu platform. Para peneliti menunjukkan bahwa sistem ini memiliki sensitivitas magnetik yang tinggi dan dapat memperoleh distribusi medan magnet dua dimensi secara real time. Sistem Ini juga sangat kuat terhadap deformasi mekanis, seperti menekuk, mengerutkan atau menekuk.

Selain integrasi sistem penuh, penggunaan register bootstrap organik merupakan langkah pengembangan yang sangat penting menuju kulit elektronik matriks aktif untuk aplikasi robot dan wearable. Oliver G Schmidt, Direktur di Leibniz Institute for Solid State and Material Research Dresden, dan Dr Daniil Karnaushenko mengatakan bahwa fungsi magnetik terpadu pertama mereka berhasil membuktikan bahwa film sensor magnetik fleksibel yang tipis dapat diintegrasikan dalam sebuah sirkuit organik yang kompleks.

Sifat yang sangat patuh dan fleksibel dari perangkat ini adalah fitur yang sangat diperlukan untuk aplikasi modern dan masa depan seperti robot-lunak, implan, dan prosthetics. Langkah selanjutnya adalah meningkatkan jumlah sensor per area permukaan serta untuk memperluas elektronik kulit agar sesuai dengan permukaan yang lebih besar.

nik/dariberbagaisumber/S-2