Teknologi Kulit Elektronik untuk Kesehatan

Kulit elektronik ini berisi sekitar 50 komponen yang dihubungkan oleh jaringan dari 250 kumparan kawat kecil yang disematkan pada silikon pelindung.

Para peneliti dari Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology berhasil mengembangkan sebuah teknologi kulit elektronik baru. Kulit elektronik ini mampu melacak denyut jantung, pernapasan, pergerakan otot serta sejumlah data kesehatan lainnya.

Teknologi "Kulit elektronik" ini mampu memonitor tingkat kesehatan seseorang melalui sejumlah parameter. Patch tempel ini cukup lembut untuk menempel pada bagian tubuh dan bekerja dengan cara mengumpulkan, menganalisasi, dan mentrasmisikan berbagai metrik kesehatan dari tubuh melalui smartphone secara nirkabel.

Kulit elektronik menawarkan beberapa kemajuan terkanologi kulit elekronik yang baru yang mampu perbaikan pada sistem pelacak yang ada, termasuk fleksibilitas yang lebih besar, mudah dibawa, dan kemampuan untuk menempelkan perekat diri.

Kulit elektornik ini merupakan sebuah silikon yang sangat lembut. Ukuranya sangat kecil. Patch kulit elektonik ini berdiamter 1,5 inci sehingga kulit elektonik ini dapat diaplikasikan dan ditempelkan di bagian tubuh mana saja dimana secara estetika mungkin tidak akan mengganggu. Mikrosistem kulit elektronik yang baru akan bekerja dengan melacak detak jantung, pernapasan, pergerakan otot dan data kesehatan lainnya pada manusia. Data-data kesehatan ini kemudian ditransmisikan kecara nirkabel pada smartphon yang sudah terprogram sebelum dan mentransmisikannya secara nirkabel ke smartphone.

Microsystem dikembangkan oleh tim internasional yang dipimpin oleh Kyung-In Jang, seorang profesor teknik robotika di Institut Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Daegu Gyeongbuk ,Korea Selatan, dan John A. Rogers, direktur Pusat Digital untuk Bio-Terpadu dari Northwestern University. Tim tersebut menjelaskan secara rinci perangkat baru tersebut pada jurnal Nature Communications.

Kulit elektronik ini berisi sekitar 50 komponen yang dihubungkan oleh jaringan dari 250 kumparan kawat kecil yang disematkan pada silikon pelindung. Bahan yang lembut ini memungkinkannya menyesuaikan diri dengan tubuh si pemaikainya. Ini tentu berbeda dari bahan monitor lain yang biasanya lebih keras.

Parangkat ini kemudian secara nirkabel mentransmisikan data pergerakan dan pernapasan, serta aktivitas listrik di jantung, otot, mata dan otak ke aplikasi smartphone. Tidak seperti sensor datar, kabel kumparan kecil di perangkat ini tiga dimensi, yang memaksimalkan fleksibilitas.

Kumparan bisa meregang dan berkontraksi seperti mata air tanpa putus. Komponen koil dan sensor juga dikonfigurasikan dalam pola jaring laba-laba yang tidak biasa serta memastikan tingkat peregangan dan kemampuan yang sama dan ekstrem ke segala arah.

Faktor ini memungkinkan proses pengepakan komponen lebih ketat, sehingga dapat meminimalkan ukuran. Para periset menyamakan desain dengan rambat, lengkungan rambat, sensor penghubung, sirkuit dan radio seperti daun tunggal di pohon anggur.

Kunci untuk menciptakan mikrosistem baru ini adalah meregangkan basis silikon elastis sementara busur kawat mungil, terbuat dari emas, kromium dan fosfat, diletakkan rata di atasnya. Busur terhubung erat ke pangkal hanya di salah satu ujung busur masing-masing. Bila alasnya diijinkan berkontraksi, busurnya muncul, membentuk gulungan tiga dimensi.

Seluruh sistem bertenaga tanpa kabel dan tak perlu diisi baterai. Para periset juga mempertimbangkan masalah listrik dan mekanik utama untuk mengoptimalkan tata letak fisik sistem, seperti penempatan sensor atau panjang kawat, untuk meminimalkan gangguan dan noise sinyal.

Kulit elektronik bisa digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pemantauan kesehatan berkelanjutan dan perawatan penyakit. Profesor Jang menyatakan "Menggabungkan data besar dan teknologi kecerdasan buatan, biosensor nirkabel dapat dikembangkan menjadi keseluruhan sistem medis yang memungkinkan akses portabel ke pengumpulan, penyimpanan, dan analisis sinyal kesehatan dan informasi kesehatan pasien," kata Jang.

Dia menambahkan, "Kami akan melanjutkan studi lebih lanjut untuk mengembangkan kulit elektronik yang dapat mendukung sistem telemedika dan pengobatan interaktif untuk pasien di area yang sulit terjangkau untuk layanan medis seperti rumah pedesaan di desa pegunungan." Mikrosistem juga bisa digunakan di area lain yang muncul, seperti robotika lunak atau navigasi otonom, yang sekarang sedang diselidiki oleh tim mereka. nik/berbagai sumber/E-6

Organik Ultrathin, Penyempurna Integrasi Perangkat di Tubuh

Peneliti University of Tokyo berhasil mengembangkan lapisan pelindung ultra tipis, ultraflexible, dan menunjukkan kegunaanya dengan menciptakan layar organic light-emitting diode (OLED). Teknologi ini akan memungkinkan terciptanya kulit elektronik (e-skin) yang mampu menampilkan tingkat oksigen darah, sensor detak jantung maupun e-kulit untuk atlet dan banyak aplikasi lainnya.

Mengintegrasikan perangkat elektronik dengan tubuh manusia untuk meningkatkan atau mengembalikan fungsi tubuh untuk aplikasi biomedis merupakan sebuah tujuan dari banyak penelitian di seluruh dunia. Secara khusus, perangkat elektronik yang memungkinkan untuk bisa dipakai adalah sesuatu yang tipis dan fleksibel untuk meminimalkan dampak di mana nantinya mereka akan menempel pada tubuh.

Namun, sebagian besar perangkat yang dikembangkan sejauh ini memerlukan kaca dengan ketebalan skala milimeter atau substrat plastik dengan fleksibilitas terbatas, Sementara perangkat organik fleksibel berukuran mikrometer tipis belum cukup stabil untuk bertahan di udara.

Kelompok penelitian yang dipimpin oleh Profesor Takao Someya dan Dr. Tomoyuki Yokota di Sekolah Pascasarjana bidang Teknik di Universitas Tokyo telah mengembangkan film pelindung berkualitas tinggi dengan tebal kurang dari dua mikrometer yang memungkinkan produksi display elektronik yang super tipis dan memiliki performa kinerja tinggi serta sangat felskobel.

Kelompok ini mengembangkan film pelindung dengan mengganti lapisan bahan anorganik (Silicon Oxynitrite) dan organik (Parylene). Film pelindung mencegah aliran oksigen dan uap air di udara, sehingga memperpanjang masa pakai perangkat. Dalam penelitian sebelumnya, perangkat serupa, hanya mampu digunakan beberapa jam saja, tetapi perangkat baru yang dikembangkan mampu digunakan sampai beberapa hari.

Selain itu, kelompok penelitian ini juga mampu menempelkan elektroda indium timah oksida (ITO) transparan ke substrat ultrathin tanpa merusaknya, sehingga memungkinkan tampilan pada e-skin. Dengan menggunakan lapisan pelindung dan elektroda ITO yang baru, kelompok penelitian ini menciptakan dioda pemancar cahaya polimer atau polymer light-emitting diodes (PLED) dan photodetektor organik (OPD). Film baru ini cukup tipis untuk dilekatkan pada kulit dan cukup fleksibel untuk mendistorsi dan meringkuk sebagai respons terhadap gerakan tubuh.

Tebal PLEDs hanya tiga mikrometer dan enam kali lebih efisien daripada ultrathin PLEDs yang dilaporkan sebelumnya. Ini mengurangi konsumsi panas dan konsumsi daya, membuatnya sangat sesuai untuk melekat langsung pada tubuh untuk aplikasi medis seperti display untuk konsentrasi oksigen darah atau denyut nadi. Kelompok penelitian juga menggabungkan PLED merah dan hijau dengan photodetektor untuk mendemonstrasikan sensor oksigen darah.

"Munculnya ponsel telah mengubah cara kita berkomunikasi. Sementara alat komunikasi ini semakin kecil dan kecil, perangkat benar-benar harus kecil untuk kita bawa bersama kita," kata Someya. nik/berbagai sumber/E-6