Wuih...Para Ilmuwan Ciptakan Sirkuit Elastis yang Bergerak Seperti Kulit Manusia

Unsplash

Bayangkan sebuah lapisan lembut dan elastis pada kulit Anda yang dapat melacak detak jantung Anda atau mendeteksi hormon stres dalam keringat Anda—seperti kulit kedua.

Untuk mewujudkannya, para peneliti perlu mengembangkan material yang tidak hanya fleksibel dan biokompatibel, tetapi juga mampu menghantarkan listrik secara efisien.

Itu bukan tugas yang mudah, karena elastisitas dan konduktivitas listrik biasanya tidak berjalan beriringan.

Kini, para ilmuwan di Institut Max Planck untuk Penelitian Polimer telah membuat terobosan besar.

Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Advanced Science, mereka menunjukkan cara baru untuk meningkatkan elastisitas dan kinerja listrik dari polimer konduktor populer yang disebut PEDOT:PSS.

Material ini sudah dikenal transparan, fleksibel, dan aman digunakan pada tubuh manusia, menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk perangkat elektronik yang dapat dikenakan.

Dipimpin oleh Dr. Ulrike Kraft, tim peneliti menemukan bahwa mereka dapat meningkatkan PEDOT:PSS dengan menggunakan proses yang disebut pencetakan transfer.

Dalam metode ini, lapisan tipis polimer dipindahkan ke substrat lunak dan elastis yang mengandung aditif khusus yang disebut plasticizer.

Plasticizer ini perlahan-lahan masuk ke dalam polimer dan mengubah strukturnya pada tingkat molekuler.

Langkah sederhana namun cerdas ini sangat meningkatkan kemampuan polimer untuk meregang tanpa putus sekaligus meningkatkan konduktivitasnya.

Faktanya, tim mengamati sesuatu yang luar biasa: ketika diregangkan, rantai polimer justru berbaris lebih rapi, memungkinkan listrik mengalir lebih mudah.

Perilaku seperti itulah yang dibutuhkan dalam perangkat yang dapat dikenakan yang harus menekuk, memutar, dan bergerak mengikuti tubuh.

Carla Volkert, seorang mahasiswa doktoral dan penulis pertama studi ini, menjelaskan bahwa proses ini tidak hanya meningkatkan kinerja tetapi juga membantu para ilmuwan memahami bagaimana material-material ini berperilaku di bawah tekanan.

Dengan menggunakan teknik-teknik seperti pencitraan mikroskopis, mikroskop gaya atom, dan spektroskopi Raman, para peneliti mempelajari bagaimana struktur dan sifat elektronik polimer berubah ketika diregangkan.

Penelitian ini dapat menghasilkan generasi baru monitor kesehatan fleksibel—perangkat yang dapat dikenakan langsung pada kulit untuk mengukur tanda-tanda vital atau mendeteksi perubahan keringat yang menandakan stres, penyakit, atau kelelahan.

Sensor-sensor ini nantinya dapat digunakan untuk pemantauan medis, pelacakan kebugaran, atau bahkan perawatan kesehatan yang dipersonalisasi.

Dr. Kraft mengatakan langkah selanjutnya adalah menggunakan metode baru ini untuk menciptakan dan menguji biosensor sungguhan.

Jika berhasil, kita mungkin akan segera melihat perangkat yang dapat dikenakan yang tidak hanya lebih nyaman dan akurat, tetapi juga menyatu dengan tubuh kita —membuat pemantauan kesehatan lebih mudah dari sebelumnya.