Bahan penginderaan yang dapat menyembuhkan diri sendiri telah dibuat

Bahan baru ini dapat digunakan dalam prostetik dan pembuatan perangkat elektronik.

Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah berupaya menciptakan bahan yang menyerupai kulit manusia, memiliki karakteristik yang sama, dan menjalankan fungsi yang serupa. Kualitas utama kulit yang coba diciptakan kembali oleh para ilmuwan adalah kepekaan dan kemampuan untuk menyembuhkan. Berkat sifat-sifat ini, kulit manusia mengirimkan sinyal ke otak tentang suhu dan tekanan serta berfungsi sebagai penghalang pelindung terhadap iritasi lingkungan.

Melalui kerja keras, tim profesor teknik kimia Universitas Stanford Zhenan Bao telah berhasil untuk pertama kalinya menciptakan material yang menggabungkan kedua kualitas ini.

Selama sepuluh tahun terakhir, banyak contoh "kulit buatan" telah diciptakan, tetapi bahkan yang paling canggih sekalipun memiliki kekurangan yang sangat serius. Beberapa di antaranya memerlukan suhu tinggi untuk "memulihkan", yang membuatnya mustahil untuk digunakan dalam kondisi rumah tangga sehari-hari. Yang lain dipulihkan pada suhu ruangan, tetapi selama pemulihan struktur mekanis atau kimianya berubah, yang membuatnya, pada kenyataannya, sekali pakai. Tetapi yang terpenting, tidak satu pun dari bahan-bahan ini merupakan konduktor listrik yang baik.

Zhenan Bao dan rekan-rekannya telah membuat langkah maju yang besar dalam arah ini dan telah menggabungkan sifat penyembuhan diri dari polimer plastik dan konduktivitas listrik suatu logam dalam satu bahan untuk pertama kalinya.

Para ilmuwan memulai dengan plastik yang terdiri dari rantai molekul panjang yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Ini adalah hubungan yang cukup lemah antara wilayah bermuatan positif dari satu atom dan wilayah bermuatan negatif dari atom berikutnya. Struktur ini memungkinkan material tersebut untuk memperbaiki diri secara efektif setelah pengaruh eksternal. Molekul-molekul tersebut terurai dengan cukup mudah, tetapi kemudian terhubung kembali dalam bentuk aslinya. Hasilnya adalah material fleksibel yang oleh para ilmuwan dibandingkan dengan permen toffee yang tertinggal di lemari es.

Para ilmuwan menambahkan mikropartikel nikel ke polimer elastis ini, yang meningkatkan kekuatan mekanis material. Selain itu, partikel-partikel ini meningkatkan konduktivitas listriknya: arus listrik mudah dihantarkan dari satu mikropartikel ke mikropartikel lainnya.

Hasilnya memenuhi semua harapan. "Kebanyakan plastik merupakan isolator yang baik, tetapi kami memperoleh konduktor yang sangat baik," simpul Zhenan Bao.

Para ilmuwan kemudian menguji kemampuan material untuk pulih. Mereka memotong sepotong kecil material menjadi dua bagian dengan pisau. Dengan menekan perlahan kedua bagian yang terbentuk, para peneliti menemukan bahwa material tersebut telah mendapatkan kembali 75% kekuatan dan konduktivitas listrik aslinya. Setengah jam kemudian, material tersebut telah sepenuhnya mendapatkan kembali sifat aslinya.

"Bahkan kulit manusia pun butuh beberapa hari untuk sembuh. Jadi saya rasa kami telah mencapai hasil yang cukup baik," kata rekan Bao, Benjamin Chi Kion Tee.

Material baru ini juga berhasil melewati pengujian berikutnya - 50 siklus pemotongan-pemulihan.

Para peneliti tidak akan berhenti di situ. Di masa mendatang, mereka ingin memanfaatkan partikel nikel dalam material dengan lebih baik, karena partikel tersebut tidak hanya membuatnya lebih kuat dan meningkatkan konduktivitas listriknya, tetapi juga mengurangi kemampuannya untuk memperbaiki diri. Penggunaan partikel logam yang lebih kecil dapat membuat material tersebut lebih efektif.

Dengan mengukur sensitivitas material tersebut, para ilmuwan menemukan bahwa material tersebut dapat mendeteksi dan merespons tekanan dengan kekuatan jabat tangan. Itulah sebabnya Bao dan timnya yakin bahwa penemuan mereka dapat digunakan pada anggota tubuh palsu. Selain itu, mereka berencana untuk membuat material mereka setipis dan setransparan mungkin sehingga dapat digunakan untuk melapisi perangkat elektronik dan layarnya.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]