Ilmuwan Kini Bisa Mengubah Stres menjadi Listrik

Ilmuwan Kini Bisa Mengubah Stres menjadi Listrik

Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology

SHNet, Dübendorf – Kecuali memiliki kekuatan super, stres pada manusia mungkin tidak akan menghasilkan apa-apa selain kecemasan dan air mata. Namun, beberapa ilmuwan telah mengembangkan bahan organik baru yang kini bisa mengubah stres menjadi listrik.

Tim dari Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt), yakni Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Laboratorium Federal Swiss untuk Bahan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi), menciptakan sebuah substansi baru yang tipis. Substansi tersebut merupakan bahan karet yang menghasilkan listrik tergantung pada gerakan. Para peneliti Swiss itu menciptakan material baru yang menghasilkan listrik saat dipelintir dan diregangkan.

Fungsi bahan karet tersebut bisa diterapkan berkat efek piezoelektrik, yakni sebuah konsep tentang bagaimana gerakan dapat menghasilkan listrik.

Konsep ini mungkin terdengar asing bagi kebanyakan orang, namun jutaan orang telah melihat efeknya dalam praktik. Itulah yang terjadi ketika jarum perekam suara analog membaca alur disk. Melalui efek piezoelektrik, vibrasi jarum tersebut ditransformasikan menjadi impuls listrik dan impuls tersebut kemudian berubah menjadi gelombang suara. Pada tingkat yang paling dasar, efek piezoelektrik adalah bagaimana gerakan mekanis menghasilkan listrik dan bagaimana listrik bisa digunakan di tempat lain.

Ketika zat seperti plastik tidak pernah nampak sebelumnya dengan efek itu, banyak peneliti lain memuji karena mereka telah mendorong batas pemahaman sebelumnya tentang efek piezoelektrik. Pemahaman tradisional terbatas pada struktur keras seperti kristal. Namun, Dorina Opris dan timnya di Empa mencari sesuatu yang benar-benar unik.

Karet terdiri dari bahan komposit yang terbuat dari nanopartikel polar dan elastomer. Tim peneliti menggunakan silikon dalam prototipenya. Materi dibuat sebagian besar oleh Yee Song Ko, seorang mahasiswa PhD di Empa. Dia membentuk bahan komposit dan elastomer sebelum menghubungkannya. Song Ko perlu membuat polarisasi internal menggunakan medan listrik yang kuat. Tim memanaskan selaput tipis tersebut sampai transisi nanopartikel dari keadaan padat dan berwarna ke dalam karet dan sedikit kental. Hal ini memungkinkan para periset untuk memanipulasi polaritas dan medan listriknya. Kemudian, peneliti ‘memperkokoh’ orientasi lapangan dengan mendinginkan selaput itu ke suhu kamar.

Kelemahan terbesar dari materi ini? Seperti kebanyakan bahan baru lainnya, sangat sulit untuk bereproduksi dan tentu sangat mahal biaya produksinya.

Pada akhirnya, peneliti berharap bahwa materi tersebut dapat berguna di setiap segi kehidupan, mulai dari robotika sampai industri pakaian hingga teknologi medis yang digunakan orang untuk bertahan hidup seperti alat pacu jantung. Materi tersebut akan memungkinkan alat pacu jantung untuk memberi kekuatan pada diri mereka sendiri tanpa memerlukan prosedur invasif untuk mengganti baterai.

“Bahan ini bahkan mungkin bisa digunakan untuk mendapatkan energi dari tubuh manusia,” kata Opris. “Anda bisa menanamnya di dekat jantung untuk menghasilkan listrik dari detak jantung, misalnya.”

Salah satu penggunaan paling menarik dari teknologi ini adalah dalam kemajuan robotika halus dan memungkinkan robot untuk “merasakan” lingkungan mereka. Materi itu bisa mengirim impuls ke perangkat agar bisa “dipahami” oleh sistem robot.

Namun, bukan hanya selaput tipis saja yang bisa digunakan untuk mengajarkan robot merasakan sakit. Periset dari Leibniz University of Hannover di Jerman mengembangkan sistem saraf buatan yang memprogram sebuah robot dengan “wawasan dari penelitian rasa nyeri manusia.” (HNP)