Teknologi Kulit Elektronik yang Kedap Air

Terinspirasi dari invertebrata bawah air seperti ubur-ubur, sebuah tim ilmuwan dari National University of Singapore (NUS), telah mengembangkan kulit elektronik dengan fungsi serupa aslinya. Kulit buatan ini punya kemampuan mirip jaringan biologis. Seperti halnya ubur-ubur, kulit elektronik itu transparan, dapat diregangkan, peka terhadap sentuhan, dan dapat menyembuhkan diri sendiri di lingkungan air, dan dapat digunakan dalam segala hal, mulai dari layar sentuh yang tahan air hingga robot lunak akuatik.

Asisten Profesor, Benjamin Tee dan timnya dari Departemen Teknik Material di NUS, mengembangkan materi baru ini bersama dengan kolaborator mereka dari Universitas Tsinghua dan University of California Riverside. Tim yang terdiri dari delapan peneliti ini menghabiskan lebih dari setahun untuk mengembangkan materi baru.

Dan penemuannya ini pertama kali dilaporkan dalam jurnal Nature Electronics pada Februari lalu. Asisten Prof Tee telah bekerja pada kulit elektronik selama bertahun-tahun. Mereka merupakan bagian dari tim yang bekerja untuk mengembangkan sensor kulit elektronik yang mampu memperbaiki diri pertama kali pada tahun 2012 lalu.

Pengalamannya di bidang penelitian ini membawanya untuk mengidentifikasi hambatan utama yang belum diatasi oleh kulit elektronik sebelumnya. "Salah satu tantangan yang ada saat ini adalah bahwa mereka tidak transparan dan mereka tidak bekerja secara efisien saat basah," kata Tee.

"Kelemahan ini membuatnya kurang berguna untuk aplikasi elektronik seperti layar sentuh yang sering perlu digunakan dalam kondisi cuaca basah," tambah Tee. Dia melanjutkan, dengan pemikiran ini, kami mulai melihat ubur-ubur - mereka transparan, dan dapat merasakan lingkungan basah. "Jadi, kami bertanya-tanya bagaimana kami bisa membuat bahan buatan yang bisa meniru sifat tahan air dari ubur-ubur dan juga sensitif terhadap sentuhan," katanya.

Mereka berhasil dalam upaya ini dengan membuat gel yang terdiri dari polimer berbasis fluorocarbon dengan cairan ionik yang kaya akan fluor. Ketika dikombinasikan, jaringan polimer berinteraksi dengan cairan ionik melalui interaksi dipol ion yang sangat reversibel, yang memungkinkannya untuk memperbaiki dirinya sendiri.

Menguraikan manfaat dari konfigurasi ini, Asisten Profesor Tee menjelaskan, kebanyakan gel polimer konduktif seperti hidrogel akan membengkak ketika terendam air atau mengering seiring waktu di udara. "Yang membuat bahan kami berbeda adalah bahan ini dapat mempertahankan bentuknya di kedua lingkungan basah dan kering. bahan ini bekerja dengan baik di air laut dan bahkan di lingkungan yang bersifat asam atau alkali," Tee menjelaskan.

Generasi Robot Kulit elektronik dibuat dengan mencetak bahan ke dalam sirkuit elektronik. Sebagai bahan yang lembut dan dapat diregangkan, sifat kelistrikannya berubah ketika disentuh, ditekan atau disaring. "Kami kemudian dapat mengukur perubahan ini, dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat dibaca untuk membuat beragam aplikasi sensor yang berbeda," tambah Tee.

"Kemampuan cetak 3D dari bahan kami juga menunjukkan potensi dalam menciptakan papan sirkuit transparan sepenuhnya yang dapat digunakan dalam aplikasi robot. Kami berharap bahan ini dapat digunakan untuk mengembangkan berbagai aplikasi pada jenis robot lunak yang muncul," tambah Tee, Robot lunak dan elektronik lunak pada umumnya, bertujuan untuk meniru jaringan biologis agar lebih sesuai secara mekanis untuk interaksi manusia-mesin.

Selain aplikasi robot lunak konvensional, teknologi tahan air dari bahan ini memungkinkan desain robot amfibi dan elektronik tahan air. Satu keuntungan lebih lanjut dari kulit elektronik yang dapat menyembuhkan sendiri ini adalah potensi yang dimilikinya untuk mengurangi limbah.

Jutaan ton limbah elektronik dari ponsel, tablet, dll dihasilkan secara global setiap tahun. "Kami berharap dapat menciptakan masa depan. Di mana perangkat elektronik yang terbuat dari bahan cerdas dapat melakukan fungsi perbaikan sendiri untuk mengurangi jumlah limbah elektronik di dunia," jelas Tee.

nik/berbagai sumber/E-6