Peneliti Kembangkan Teknologi Baru untuk Kulit Elektronik

Liputan6.com, Jakarta - Kulit elektronik dapat memainkan peran penting di bidang prostetik, pengobatan terpersonalisasi, robotika, dan kecerdasan buatan di masa depan. Terkini, para peneliti di King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) mengembangkan teknologi terbaru untuk kulit elektronik.

"Kulit elektronik yang ideal akan meniru banyak fungsi alami kulit manusia, seperti merasakan suhu dan sentuhan, secara akurat dan dalam waktu nyata," kata kandidat post-doc di KAUST, Yichen Cai dikutip dari keterangan via Eurekalert.

Namun, menurut Cai, membuat perangkat elektronik fleksibel dan tepat yang dapat melakukan tugas-tugas rumit sekaligus punya daya tahan tinggi merupakan tantangan. Dia menilai, setiap material yang terlibat di dalam proses penyusunannya harus direkayasa secara cermat.

Kebanyakan kulit elektronik dibuat dengan melapisi bahan nano aktif pada permukaan elastis yang menempel pada kulit manusia. Namun, hubungan antara lapisan-lapisan ini sering kali terlalu lemah. Ini dapat mengurangi daya tahan dan kepekaan material. Namun jika terlalu kuat, fleksibilitas menjadi terbatas.

"Lanskap elektronik kulit terus berubah dengan secara signifikan," kata Cai. "Kemunculan sensor 2D telah mempercepat upaya untuk mengintegrasikan bahan yang tipis secara atomik dan kuat secara mekanis ini ke dalam kulit buatan yang fungsional dan tahan lama."

Sebuah tim yang dipimpin oleh Cai dan rekannya Jie Shen kini telah menciptakan kulit elektronik tahan lama menggunakan hidrogel yang diperkuat dengan nanopartikel silika sebagai substrat kuat dan elastis.

"Hidrogel ini terdiri dari lebih dari 70 persen air, sehingga sangat cocok dengan jaringan kulit manusia," tutur Shen.

Ada pula penambahan titanium karbida MXene 2D sebagai lapisan penginderaan, yang diikat bersama dengan kawat nano yang bersifat sangat konduktif.

Saksikan Video Pilihan di Bawah Ini

Purwarupa kulit elektronik ini dapat merasakan objek dari jarak 20 sentimeter, merespons rangsangan dalam waktu kurang dari sepersepuluh detik.

Di samping itu, ketika digunakan sebagai sensor tekanan, ia mampu membedakan tulisan tangan yang tertulis di atasnya. Hal yang tak kalah penting, kulit ini dapat terus bekerja dengan baik setelah mengalami deformasi sebanyak 5.000 kali dan mampu pulih dalam waktu sekitar seperempat detik setiap kali deformasi itu terjadi.

"Ini adalah pencapaian luar biasa bagi kulit elektronik untuk mempertahankan ketangguhan setelah digunakan berulang kali, yang meniru elastisitas dan pemulihan cepat kulit manusia," kata Shen.

Kulit elektronik semacam itu dapat memantau berbagai informasi biologis, seperti perubahan tekanan darah, yang dapat dideteksi dari getaran di arteri hingga pergerakan anggota tubuh dan sendi yang besar. Data ini kemudian dapat dibagikan dan disimpan di cloud melalui Wi-Fi.

"Satu hambatan untuk memperluas penggunaan kulit elektronik terletak pada peningkatan sensor resolusi tinggi. Namun, pembuatan aditif dengan bantuan laser dapat memungkinkan hal ini," kata peneliti lainnya, Vincent Tung.

"Kami membayangkan masa depan untuk teknologi ini di luar biologi," ujar Cai menegaskan. "Pita sensor yang dapat direntangkan suatu hari nanti dapat memantau kesehatan struktural benda mati, seperti furnitur dan pesawat terbang."