Ilmuwan Temukan Tinta Elektronik yang Dapat Berubah Bentuk

PARA ilmuwan telah mengembangkan jenis "tinta elektronik" baru yang dapat digunakan untuk mencetak sirkuit elektronik yang mampu beralih antara keadaan kaku dan lunak saat dipanaskan.

Teknologi ini dapat membuka jalan bagi perangkat elektronik generasi berikutnya yang dapat mengubah bentuk atau kekakuannya tergantung pada bagaimana dan di mana perangkat tersebut digunakan, mulai dari implan medis yang melunak di dalam tubuh hingga robotika fleksibel.

Tinta ini menggabungkan galium, logam yang padat pada suhu ruangan tetapi meleleh tepat di bawah suhu tubuh 98,6 derajat Fahrenheit atau setara dengan 37 derajat Celsius, dengan pelarut berbasis polimer yang terurai saat dipanaskan secara perlahan. 

Baca juga : Ilmuwan Ungkap Alasan Bulan Terus Menjauh dari Bumi Setiap Tahunnya

Hasilnya adalah zat yang stabil dan dapat dicetak yang menjadi konduktif setelah dipanaskan dan dapat mengubah kekakuannya sebagai respons terhadap suhu.

"Ini membuka kemungkinan baru untuk perangkat elektronik pribadi, perangkat medis, dan robotika di masa depan," kata Jae-Woong Jeong, salah satu penulis studi dan profesor teknik elektro di Institut Sains dan Teknologi Korea (KAIST), dalam sebuah pernyataan .

Sebagian besar perangkat elektronik saat ini termasuk dalam salah satu dari dua kategori: perangkat kaku seperti ponsel pintar dan laptop, yang menawarkan kinerja dan daya tahan dengan mengorbankan fleksibilitas atau sistem lunak seperti perangkat yang dapat dikenakan (wearable devices), yang lebih nyaman dipakai tetapi lebih sulit untuk dibuat secara presisi atau diintegrasikan dengan komponen yang lebih kompleks.

Baca juga : Fenomena Relativitas: Manusia Justru akan Lebih Cepat Tua di Mars

Dari perangkat keras hingga perangkat lunak

Yang disebut elektronik dengan kekakuan variabel bertujuan untuk menjembatani kesenjangan ini, memungkinkan perangkat untuk beralih antara keadaan keras dan lunak sesuai kebutuhan.

Galium telah lama menarik minat di bidang ini karena perilakunya yang berbeda dalam bentuk padat dan cair. 

Namun, penggunaannya untuk elektronik cetak terbukti sulit karena tegangan permukaannya yang tinggi dan kecenderungannya untuk teroksidasi ketika terpapar udara, membentuk semacam kerak yang mencegahnya untuk berikatan atau menyebar dengan benar.

Untuk mengatasi hal ini, para peneliti mengembangkan sebuah proses untuk mendispersikan partikel galium mikroskopis ke dalam matriks polimer pada dasarnya sebuah basis fleksibel seperti tinta menggunakan pelarut yang disebut dimetil sulfoksida (DMSO).

Ketika papan sirkuit tercetak dipanaskan secara perlahan, pelarut akan terurai dan menciptakan lingkungan yang sedikit asam. Hal ini akan mengikis lapisan oksida dari partikel galium, memungkinkan partikel tersebut meleleh dan menyatu membentuk jalur konduktif.

Tinta yang dihasilkan dapat digunakan untuk mencetak fitur sekecil 50 mikrometer (0,002 inci atau 0,005 sentimeter) lebih tipis dari rambut manusia dan dapat berganti-ganti antara kekerasan seperti plastik dan kelembutan seperti karet sesuai kebutuhan. 

Para peneliti mengatakan bahwa material tersebut menjadi lebih dari 1.400 kali lebih lunak ketika dipanaskan selama pengujian.

Tim tersebut membangun dua perangkat yang berfungsi untuk mendemonstrasikan bagaimana teknologi lentur ini dapat digunakan. 

Salah satunya adalah perangkat kesehatan yang dapat dikenakan yang berperilaku seperti perangkat elektronik portabel yang kaku pada suhu ruangan, kemudian melunak saat bersentuhan dengan kulit untuk meningkatkan kenyamanan. 

Yang lainnya adalah implan otak fleksibel yang tetap kaku selama operasi sehingga dapat dimasukkan dengan tepat, dan kemudian melunak setelah berada di dalam otak untuk membantu mengurangi iritasi dan peradangan.

Para peneliti mengatakan bahwa tinta tersebut dapat digunakan dengan teknik manufaktur umum seperti sablon dan pelapisan celup, yang berarti tinta tersebut dapat digunakan dalam elektronik skala besar atau elektronik yang dicetak 3D di masa mendatang.

"Pencapaian utama dari penelitian ini terletak pada mengatasi tantangan lama pencetakan logam cair melalui teknologi inovatif kami," kata Jeong dalam pernyataan tersebut.

"Dengan mengendalikan keasaman tinta, kami mampu menghubungkan partikel galium yang dicetak secara elektrik dan mekanis, memungkinkan fabrikasi sirkuit beresolusi tinggi dan berukuran besar dengan kekakuan yang dapat disesuaikan pada suhu ruangan," pungkasnya.

Sumber: LiveScience