'Baterai jeli' dapat digunakan untuk perangkat robot lunak, atau bahkan ditanamkan di otak untuk memberikan obat atau mengobati kondisi seperti epilepsi.
ngarahNyaho - Belut listrik selalu memikat para ahli biologi melalui kemampuan unik mereka untuk menyetrum mangsanya menggunakan sel khusus yang dikenal sebagai elektrosit.
Makhluk menakjubkan ini kini telah mendorong pencapaian ilmiah yang luar biasa, menginspirasi para peneliti untuk memanfaatkan prinsip sistem kelistrikan alami mereka.
Para peneliti dari Universitas Cambridge menemukan cara untuk meniru struktur berlapis elektrosit dan mengembangkan bahan konduktif, lengket, dan dapat diregangkan, yang pada dasarnya menciptakan 'baterai jeli'.
Bahan-bahan inovatif ini tidak hanya meniru kemampuan alami belut tetapi juga memiliki potensi untuk merevolusi berbagai aplikasi dalam bidang elektronik dan bioteknologi.
Baterai jeli ini dapat diregangkan hingga lebih dari sepuluh kali panjang aslinya tanpa mempengaruhi konduktivitas.
Baterainya terbuat dari hidrogel, yang merupakan jaringan polimer 3D yang mengandung lebih dari 60 persen air, disatukan melalui interaksi hidup/mati yang dapat dibalik dan mengontrol sifat mekaniknya.
Tantangan utamanya adalah menciptakan material yang sangat mudah diregangkan dan memiliki sifat konduktif.
“Sulit untuk merancang bahan yang sangat mudah diregangkan dan sangat konduktif, karena kedua sifat tersebut biasanya bertentangan satu sama lain,” kata Stephen O’Neill.
“Biasanya, konduktivitas menurun ketika suatu material diregangkan,” jelas pakar di Departemen Kimia Yusuf Hamied di Cambridge dan penulis pertama pada penelitian kali ini.
Solusinya, dengan mengisi polimer-polimer ini, sehingga menjadikannya konduktif. Selain itu, komponen garam di setiap gel dapat diubah untuk membuat lengket dan melapisinya, sehingga membangun potensi energi.
Revolusi dalam ilmu material ini merupakan perubahan signifikan dari material logam tradisional dan kaku yang digunakan dalam elektronik konvensional, yang mengandalkan elektron sebagai pembawa muatan.
Dengan mengadopsi pendekatan yang lebih fleksibel dan mudah beradaptasi, baterai jeli menawarkan solusi baru yang lebih selaras dengan kebutuhan teknologi modern dan dinamis.
Sebaliknya, baterai jeli menggunakan ion untuk membawa muatan, meniru sistem kelistrikan alami belut listrik.
Konduksi berbasis ion ini tidak hanya meningkatkan fleksibilitas tetapi juga membuka kemungkinan baru untuk menciptakan perangkat elektronik yang lembut, dapat diregangkan, dan tangguh.
Kunci dari inovasi ini adalah penggunaan molekul berbentuk tong yang disebut cucurbituril, yang bertindak sebagai borgol molekuler, membentuk ikatan reversibel antara berbagai lapisan material.
Mekanisme adhesi yang unik ini memungkinkan baterai jeli meregang secara signifikan tanpa lapisannya terpisah atau kehilangan konduktivitas, sehingga menjaga fungsi dan integritasnya bahkan di bawah tekanan.
Implan biomedis
Dengan kelembutan dan ketahanannya, baterai hidrogel ini sangat menjanjikan untuk implan biomedis karena dapat disesuaikan agar sesuai dengan sifat mekanis jaringan manusia.
Bebas dari komponen kaku seperti logam, implan hidrogel cenderung tidak ditolak oleh tubuh atau menyebabkan jaringan parut.
Terlebih lagi, hidrogel ini ternyata sangat tangguh, tetap mempertahankan bentuknya bahkan ketika terjepit, dan mampu menyembuhkan diri sendiri ketika rusak.
Perluasan bidang penelitian ini sudah direncanakan, dengan melakukan tes pada organisme hidup untuk mengevaluasi kesesuaiannya untuk berbagai aplikasi medis.
Studi O’Neill dan rekan-rekannya dari Cambriodge dipublikasikan di jurnal Science Advances. |
Sumber: Earth
إرسال تعليق