12 Munculnya Teknologi Elektronik yang Akan Mengubah Masa Depan Kita

Seperti namanya, teknologi baru adalah teknologi yang pengembangan dan aplikasi praktisnya belum banyak direalisasikan. Mereka mewakili perkembangan progresif di berbagai bidang, mulai dari robotika dan kecerdasan buatan hingga ilmu kognitif dan nanoteknologi.

Cabang elektronik, khususnya, memainkan peran penting dalam pemrosesan sinyal, pemrosesan informasi, dan telekomunikasi. Ini berkaitan dengan sirkuit listrik yang melibatkan komponen seperti sensor, dioda, transistor, dan sirkuit terpadu. Dalam bahasa yang sederhana, ini mencakup instrumen dan sistem elektronik yang kompleks seperti laptop dan smartphone modern.

Jenis transistor pertama ditemukan pada tahun 1947. Sejak itu, kami telah menempuh perjalanan panjang. Ponsel cerdas yang Anda gunakan saat ini saja mengandung lebih dari satu miliar transistor.

Ini baru permulaan. Banyak perangkat revolusioner yang belum ditemukan. Mari kita cari tahu apa yang bisa terjadi di masa depan (di bidang elektronik).

12. Teknologi aroma digital

Penembak aroma dipresentasikan di CEATEC 2016

Banyak penelitian telah dilakukan di bidang teknologi penciuman, yang memungkinkan perangkat (atau hidung elektronik) untuk merasakan, mentransfer, dan menerima media yang mendukung aroma seperti audio, video, dan halaman web.

Sistem pelepas bau pertama bernama Smell-O-Vision ditemukan pada akhir 1950-an. Itu mampu memancarkan bau selama proyeksi film untuk meningkatkan pengalaman pemirsa.

Sejak itu, banyak fasilitas penelitian telah datang dengan perangkat serupa. Salah satunya adalah iSmell, dikembangkan pada tahun 1999. Ini terdiri dari kartrid 128-bau dari mana berbagai bau campuran dapat diproduksi. Namun, karena batasan tertentu, produk tersebut tidak pernah diluncurkan secara komersial.

Di CEATEC 2016, sebuah perusahaan memperkenalkan perangkat wewangian wearable yang dapat dikontrol melalui smartphone dan PC. Masih banyak rintangan yang harus diatasi, termasuk waktu dan distribusi wewangian serta risiko kesehatan dari bau sintetis.

11. Benjolan Pilar Tembaga Termal

Tonjolan listrik dan termal terintegrasi pada satu media 

Benjolan pilar tembaga termal adalah perangkat termoelektrik ukuran mikro yang digunakan untuk pengemasan elektronik dan optoelektronik, seperti dioda laser, amplifier optik semikonduktor, CPU, dan GPU.

Nextreme Thermal Solutions mengembangkan teknologi ini untuk mengintegrasikan fungsionalitas manajemen termal aktif di tingkat chip. Metode ini sekarang digunakan oleh raksasa teknologi, termasuk Intel dan Amkor, untuk menghubungkan mikroprosesor dan chip canggih lainnya ke berbagai permukaan.

Ketika arus melewati papan sirkuit, tonjolan termal menarik panas dan mentransfernya ke tonjolan lainnya. Proses ini dikenal sebagai efek Peltier, dan inilah cara thermal bump membantu mengurangi panas dari sirkuit elektronik.

Ini bertindak sebagai pompa panas solid-state dan menambahkan fungsionalitas manajemen termal pada permukaan chip. Tonjolan termal hari ini tingginya sekitar 20 m dan lebar (diameter) 238 m. Teknologi generasi berikutnya akan menurunkan ketinggian gundukan termal hingga 10 m.

10. Molibdenum Disulfida

Molibdenum disulfida (MoS2)

Molibdenum Disulfida adalah senyawa anorganik yang banyak digunakan dalam elektronik sebagai pelumas kering karena gesekan dan ketahanannya yang rendah. Seperti silikon, ini adalah semikonduktor celah pita tidak langsung diamagnetik dengan celah pita 1,23 eV.

Molibdenum disulfida adalah pelumas kering umum dengan ukuran partikel dalam kisaran 1-100 mikrometer. Ini sering digunakan dalam produksi transistor yang efisien, fotodetektor, mesin dua langkah, dan sambungan universal.

Pada tahun 2017, Molibdenum disulfida dua dimensi digunakan untuk membangun mikroprosesor 1-bit yang berisi 115 transistor. Ini juga telah digunakan untuk membuat memtransistor 3-terminal. Di tahun-tahun mendatang, senyawa ini bisa menjadi tulang punggung semua jenis gadget elektronik.

9. E-Tekstil

Tekstil elektronik (atau pakaian pintar) adalah kain yang disematkan dengan komponen digital dan elektronik untuk memberikan nilai tambah bagi pemakainya. Ada banyak aplikasi lain yang mengandalkan integrasi elektronik ke dalam kain, seperti teknologi desain interior.

Jenis teknologi ini dianggap revolusioner karena memiliki kemampuan untuk melakukan beberapa hal yang tidak dapat dilakukan kain konvensional, termasuk menghantarkan energi, berkomunikasi, mengubah, dan tumbuh.

Aplikasi masa depan untuk pakaian pintar dapat dikembangkan untuk pemantauan kesehatan, pelacakan tentara, dan pilot pemantauan. Pemantauan fisiologis pribadi dan portabel,  komunikasi, penghangat ruangan, dan pencahayaan dapat memanfaatkan teknologi ini.

8. Spintronics

Spintronics (atau elektronik spin) mengacu pada spin intrinsik elektron dan momen magnetik yang terkait dalam fisika solid-state. Ini jauh berbeda dari elektronik konvensional:bersama dengan status muatan, putaran elektron digunakan untuk meningkatkan derajat kebebasan.

Sistem spintronic dapat digunakan untuk menyimpan dan mentransfer data secara efisien. Perangkat ini sangat menarik di bidang komputasi neuromorfik dan komputasi kuantum.

Teknologi ini juga digunakan di bidang medis (untuk mengidentifikasi kanker) dan menjanjikan untuk elektronik digital.

7. Sistem Nanoelektromekanis

Mikrograf elektron dari sistem Nanoelektromekanis yang dibuat dalam silikon kristal tunggal | Kredit:H.G. Craighead 

Sistem nanoelektromekanis mengintegrasikan elemen elektronik berukuran nano dengan mesin mekanis untuk membentuk sensor fisik dan kimia. Mereka membentuk langkah miniaturisasi logis berikutnya dari apa yang disebut sistem mikroelektromekanis.

Mereka memiliki sifat luar biasa, yang membuka jalan ke berbagai aplikasi, mulai dari resonator frekuensi ultra tinggi hingga sensor kimia dan biologi. Berikut ini adalah beberapa atribut penting dari sistem nanoelektromekanis –

• Frekuensi dasar dalam rentang gelombang mikro
• Massa aktif dalam rentang femtogram
• Sensitivitas massal hingga tingkat attogram dan subattogram
• Gunakan sensitivitas pada tingkat attonewton
• Konsumsi daya dalam urutan 10 aw.
• Tingkat integrasi yang sangat tinggi, mencapai satu triliun elemen per sentimeter persegi.

Baca: NEMS – Sistem NanoElectroMechanical | Ikhtisar Sederhana

6. Elektronik Molekuler

Sebuah ilustrasi perangkat molekul tunggal

Seperti namanya, elektronik molekuler menggunakan molekul sebagai blok bangunan utama untuk sirkuit elektronik. Ini adalah bidang interdisipliner yang mencakup ilmu material, kimia, dan fisika.

Teknologi ini akan memungkinkan pengembangan sirkuit elektronik yang jauh lebih kecil (pada skala nano) yang saat ini dimungkinkan menggunakan semikonduktor tradisional seperti silikon. Dalam perangkat semacam itu, gerakan elektron diatur oleh mekanika kuantum.

Meskipun seluruh sirkuit yang hanya terdiri dari elemen berukuran molekul masih sangat jauh dari realisasi, permintaan yang meningkat untuk daya komputasi yang lebih besar dan keterbatasan teknik litografi saat ini membuat transisi tampaknya tidak dapat dihindari.

Para ilmuwan saat ini sedang mengerjakan molekul dengan karakteristik yang menarik untuk mencapai kontak yang dapat direproduksi dan andal antara segmen molekul dan bahan massal elektroda.

5. Hidung Elektronik

Hidung elektronik mengidentifikasi komponen bau tertentu dan menganalisis susunan kimiawinya. Ini berisi mekanisme untuk deteksi bahan kimia, termasuk serangkaian sensor elektronik dan alat kecerdasan buatan untuk pengenalan pola.

Perangkat semacam itu telah ada selama lebih dari dua dekade tetapi biasanya mahal dan besar. Para peneliti mencoba membuat perangkat ini lebih murah, lebih kecil, dan lebih sensitif.

Instrumen hidung elektronik digunakan oleh fasilitas penelitian, departemen produksi, dan laboratorium kendali mutu untuk berbagai tujuan, seperti deteksi kontaminasi, pembusukan, dan pemalsuan. Mereka juga digunakan dalam diagnosis medis dan deteksi kebocoran gas dan polutan untuk perlindungan lingkungan.

Baca: Sistem Biosensor Paling Kuat Dibangun Dengan Tembaga dan Grafena Oksida

4. Biometrik 3D

Penggunaan informasi biometrik meningkat dari tahun ke tahun, terutama di bidang yang berkaitan dengan perbankan, forensik, dan keamanan publik. Sebagian besar pengenalan biometrik menggunakan gambar dua dimensi.

Namun, beberapa teknik biometrik canggih telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir. Ini termasuk sidik jari 3D, sidik jari 3D, telinga 3D, dan teknik pengenalan wajah 3D.

Baik untuk tujuan interaksi manusia-komputer atau keamanan yang ditingkatkan, akan ada aplikasi biometrik yang kuat secara luas.

3. Kulit dan Lidah Elektronik

Lidah elektronik pencicip anggur | Kredit:Kenny McMahon / Universitas Negeri Washington

Bahan yang dapat diregangkan, fleksibel, dan dapat menyembuhkan diri sendiri yang dapat meniru fitur kulit hewan atau manusia disebut kulit elektronik. Ada berbagai macam bahan yang merespons perubahan tekanan dan panas dan mampu mengukur informasi melalui interaksi fisik.

Bahan-bahan tersebut dapat membuka pintu baru untuk aplikasi yang berguna, seperti prosthetics, soft robotics, health monitoring, dan artificial intelligence. Desain kulit elektronik baru di masa depan akan mencakup bahan dengan kekuatan mekanik yang tinggi, kemampuan penginderaan yang lebih baik, kemampuan daur ulang, dan sifat penyembuhan diri.

Lidah elektronik, di sisi lain, mengukur dan membandingkan selera. Ini berisi beberapa sensor; masing-masing memiliki spektrum reaksi yang berbeda, mampu mendeteksi senyawa organik dan anorganik.

Lidah elektronik memiliki aplikasi di berbagai bidang, mulai dari sektor makanan dan minuman hingga industri farmasi. Ini juga digunakan untuk membandingkan produk target dan memantau parameter lingkungan.

Baca: 14 Penggunaan Nanoteknologi yang Belum Diketahui | Manfaat dan Aplikasi

2. Anggota

Konsep memristor diperkenalkan oleh seorang insinyur listrik Amerika Leon Chua pada tahun 1971. Dia menyimpulkan kemungkinan elemen sirkuit nonlinier tambahan yang menghubungkan fluks magnet dan muatan.

Setiap rangkaian elektronik terdiri dari komponen pasif seperti induktor, kapasitor, dan resistor. Ada komponen keempat yang disebut memristor – ini adalah semikonduktor yang digunakan untuk membuat perangkat penyimpanan dengan konsumsi daya rendah.

Memristor mengatur aliran arus dalam rangkaian sambil mengingat jumlah muatan yang sebelumnya mengalir melaluinya. Memristor adalah komponen non-volatil yang memiliki penyimpanan dan kecepatan yang sangat tinggi.

Paten Memristor mencakup aplikasi dalam pemrosesan sinyal, antarmuka otak-komputer, komputasi yang dapat dikonfigurasi ulang, logika yang dapat diprogram, dan jaringan saraf. Di masa depan, perangkat ini dapat diterapkan untuk menjalankan logika digital dengan implikasi sebagai pengganti gerbang NAND.

1. Tampilan Fleksibel

Royole:Layar fleksibel super tipis | Kredit Gambar:Paul Sawers / VentureBeat

Banyak produsen elektronik konsumen menunjukkan minat pada layar fleksibel:mereka berupaya menerapkan teknologi ini di ponsel cerdas dan tablet.

OLED berdasarkan substrat fleksibel (baik logam, plastik, atau kaca) adalah salah satu tampilan visual elektronik paling menjanjikan yang dapat ditekuk. Panel logam dan kaca yang digunakan dalam OLED fleksibel sangat tipis, ringan, tahan lama, dan hampir anti pecah.

Di CES 2018, LG memperkenalkan prototipe layar OLED 4K 65 inci yang dapat digulung. TV dibuka dengan satu sentuhan tombol, lalu ditarik kembali dari tampilan saat tidak diperlukan.

Pada bulan September 2019, Samsung meluncurkan smartphone lipat baru yang dapat digunakan sebagai tablet dan smartphone.

Baca: 9 Hukum Teknologi yang Mengubah Dunia

Perangkat lipat generasi saat ini memiliki banyak kekurangan dan terlalu mahal. Kebanyakan dari mereka adalah bukti perangkat konsep untuk pengadopsi awal daripada perangkat yang cocok untuk pasar massal. Namun, jelas bahwa tampilan fleksibel berkembang menjadi sesuatu yang sangat berbeda, yang dapat mengarah pada perkembangan menakjubkan di seluruh industri teknologi.