Peneliti mengembangkan komposit Ag-hidrogel unik untuk bioelektronik lunak
Semiconductor

Peneliti mengembangkan komposit Ag-hidrogel unik untuk bioelektronik lunak


Tenaga yang disalurkan melalui komposit perak-hidrogel konduktif menggerakkan otot paduan memori bentuk dari perenang lembut yang terinspirasi ikan pari ini. Kredit: Lab Mesin Lunak, Sekolah Tinggi Teknik, Universitas Carnegie Mellon

Di bidang robotika, logam menawarkan keunggulan seperti kekuatan, daya tahan, dan konduktivitas listrik. Namun, mereka berat dan kaku — properti yang tidak diinginkan dalam sistem lunak dan fleksibel untuk komputasi yang dapat dikenakan dan antarmuka manusia-mesin.

Hidrogel, di sisi lain, ringan, dapat diregangkan, dan biokompatibel, menjadikannya bahan yang sangat baik untuk lensa kontak dan perancah rekayasa jaringan. Namun, mereka buruk dalam menghantarkan listrik, yang dibutuhkan untuk sirkuit digital dan aplikasi bioelektronika.

Para peneliti di Lab Mesin Lunak Universitas Carnegie Mellon telah mengembangkan komposit perak-hidrogel unik yang memiliki konduktivitas listrik tinggi dan mampu menghantarkan arus searah sambil mempertahankan kepatuhan lunak dan deformabilitas. Penemuan ini dipublikasikan di Nature Electronics.

Tim tersebut menangguhkan serpihan perak berukuran mikrometer dalam matriks hidrogel poliakrilamida-alginat. Setelah melalui proses dehidrasi parsial, serpihan tersebut membentuk jaringan perkolasi yang konduktif secara elektrik dan kuat terhadap deformasi mekanis. Dengan memanipulasi proses dehidrasi dan hidrasi ini, serpihan dapat dibuat untuk saling menempel atau pecah, membentuk sambungan listrik yang dapat dibalik.

Upaya sebelumnya untuk menggabungkan logam dan hidrogel mengungkapkan trade-off antara peningkatan konduktivitas listrik dan menurunkan kepatuhan dan deformabilitas. Majidi dan timnya berupaya untuk mengatasi tantangan ini, mengembangkan keahlian mereka dalam mengembangkan elastomer konduktif yang dapat diregangkan dengan logam cair.

Sentuhan perak

Tampilan jarak dekat dari perenang ikan pari. Kredit: Lab Mesin Lunak, Sekolah Tinggi Teknik, Universitas Carnegie Mellon

“Dengan konduktivitas listrik yang tinggi dan kesesuaian yang tinggi atau ‘squishiness’, komposit baru ini dapat memiliki banyak aplikasi di bidang bioelektronik dan seterusnya,” jelas Carmel Majidi, profesor teknik mesin. “Contohnya termasuk stiker untuk otak yang memiliki sensor untuk pemrosesan sinyal, perangkat pembangkit energi yang dapat dikenakan untuk menyalakan elektronik, dan layar yang dapat direntangkan.”

Sentuhan perak

Pemandangan lain dari perenang ikan pari. Kredit: Lab Mesin Lunak, Sekolah Tinggi Teknik, Universitas Carnegie Mellon

Komposit perak-hidrogel dapat dicetak dengan metode standar seperti litografi stensil, mirip dengan sablon. Para peneliti menggunakan teknik ini untuk mengembangkan elektroda yang dipasang di kulit untuk stimulasi listrik neuromuskuler. Menurut Majidi, komposit dapat menutupi sebagian besar area tubuh manusia, “seperti lapisan kedua jaringan saraf di kulit Anda.”

Penerapan di masa mendatang dapat mencakup perawatan gangguan otot dan cacat motorik, seperti membantu seseorang yang mengalami tremor akibat penyakit Parkinson atau kesulitan menggenggam sesuatu dengan jari setelah stroke.



Informasi lebih lanjut:
Yunsik Ohm dkk, Komposit hidrogel perak-poliakrilamida-alginat konduktif secara elektrik untuk elektronik lunak, Nature Electronics (2021). DOI: 10.1038 / s41928-021-00545-5

Disediakan oleh Universitas Carnegie Mellon

Kutipan: Peneliti mengembangkan komposit Ag-hidrogel unik untuk bioelektronik lunak (2021, 11 Maret), diakses 11 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-unique-ag-hydrogel-composite-soft-bioelectronics.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : http://54.248.59.145/