Semikonduktor dalam Kain untuk Pengganti Baterai

Faktor utama yang menghambat pengembangan biosensor yang dapat dikenakan untuk pemantauan kesehatan adalah kurangnya pasokan listrik yang ringan dan tahan lama. Kendala ini bakal teratasi dengan temuan teknologi terbaru.

Saat ini para ilmuwan melaporkan bahwa mereka berhasil mengembangkan metode yang memanfaatkan teknologi ponsel untuk membuat sistem penyimpanan muatan listrik yang mudah diintegrasikan ke dalam pakaian.

Dipimpin oleh seorang ahli kimia, Trisha L. Andrew, para ilmuwan di University of Massachusetts Amherst, AS, melaporkan bahwa mereka berhasil mengembangkan metode baru untuk membuat sistem penyimpanan muatan listrik yang mudah diintegrasikan ke dalam pakaian untuk kemudian menyulammnya dalam garmen.

Menurut Andrew, baterai atau jenis penyimpanan muatan daya sampai saat ini masih merupakan komponen yang membantu untuk sebagian besar perangkat teknologi portabel, wearable, ingestible atau fleksibel.

Sayangnya, keberadaan penyimpanan muatan daya ini kerap membuat kombinasi yang kurang pas dan menyebabkan perangkat yang terlalu besar, terlalu berat dan tidak fleksibel saat digunakan.

Metode baru yang mereka kembangkan ini menggunakan mikro-superkapasitor dan menggabungkan benang konduktif uap yang dilapisi dengan film polimer. Metode ini kemudian ditambah teknik jahit khusus untuk menciptakan aliran fleksibel elektroda yang sejajar untuk mendukung penggunaan tekstil.

Perangkat solid-state yang dihasilkan memiliki kemampuan tinggi untuk menyimpan muatan daya untuk ukurannya, dan karakteristik lain yang memungkinkan untuk daya biosensor yang dapat dipakai.

Andrew menambahkan bahwa sementara para peneliti telah sangat memodernisasi banyak komponen sirkuit elektronik.

"Dengan tulisan ini, kami menunjukkan bahwa kami benar-benar dapat menyulam pola penyimpanan muatan ke garmen apa pun menggunakan benang berlapis uap yang dibuat laboratorium kami. Ini membuka pintu pada pakaian pintar nantinya," kata Andrew.

Andrew dan sejumlah rekan peneliti lainya, Lushuai Zhang dan Wesley Viola, menunjukkan bahwa superkapasitor adalah kandidat ideal untuk sirkuit penyimpanan muatan yang dapat dikenakan karena mereka memiliki kepadatan daya yang secara inheren lebih tinggi dibandingkan dengan baterai.

"Tapi menggabungkan bahan aktif elektrokimia dengan konduktivitas listrik yang tinggi dan transportasi ion cepat ke tekstil cukup menantang," Andrew menambahkan.

Andrew dan timnya menunjukkan bahwa proses pelapisan uap mereka menciptakan film polimer konduksi berpori pada benang yang dipilih secara padat, yang dapat dengan mudah membengkak dengan ion elektrolit. Lalu mempertahankan kapasitas penyimpanan muatan tinggi per satuan panjang dibandingkan dengan pekerjaan sebelumnya dengan serat yang dicelup atau diekstrusi.

Andrew, yang mengarahkan Wearable Electronics Lab di UMass Amherst, mencatat bahwa para ilmuwan tekstil cenderung tidak menggunakan deposisi uap karena kesulitan teknis dan biaya tinggi. Tetapi baru-baru ini, penelitian telah menunjukkan bahwa teknologi dapat ditingkatkan dan tetap hemat biaya.

Dia dan timnya saat ini bekerjasama dengan ilmuwan lain di UMAS Amherst Institute untuk Pusat Pemantauan Kesehatan Pribadi. Dalam jangka panjang penelitian ini akan dilanjutkan pada sejumlah aplikasi-palikasi lain termasuk pada sensor e-tekstil dan mikroprosesor daya rendah.

Temuan ini juga untuk pengembangan pakaian pintar yang dapat memonitor gerakan dan sendi seseorang sepanjang hari normal. nik/berbagai sumber/E-6