Sensor Tekanan Logam Cair yang Dapat Dipakai
Sensor tekanan lunak telah menerima perhatian penelitian yang signifikan di berbagai bidang termasuk robotika lunak, kulit elektronik, dan elektronik yang dapat dikenakan. Para peneliti telah mengembangkan sensor tekanan yang dapat dikenakan yang sangat sensitif yang mampu mengukur sinyal fisiologis dan fisik secara sensitif, tepat, dan berkelanjutan serta menunjukkan potensi besar untuk aplikasi pemantauan kesehatan dan diagnosis dini penyakit.
Sensor tekanan lunak harus memiliki kepatuhan tinggi, sensitivitas tinggi, biaya rendah, stabilitas kinerja jangka panjang, dan stabilitas lingkungan agar dapat digunakan untuk pemantauan kesehatan berkelanjutan. Sensor tekanan lunak solid-state konvensional menggunakan bahan fungsional, termasuk karbon nanotube dan graphene, telah menunjukkan kinerja penginderaan yang hebat; namun, sensor ini mengalami keterbatasan daya regangan, penyimpangan sinyal, dan ketidakstabilan jangka panjang karena jarak antara substrat yang dapat diregangkan dan bahan fungsional.
Untuk mengatasi masalah ini, elektronik keadaan cair menggunakan logam cair telah diperkenalkan untuk berbagai aplikasi yang dapat dikenakan. Dari bahan-bahan ini, Galinstan — paduan logam eutektik dari galium, indium, dan timah — memiliki sifat mekanik dan listrik yang hebat yang dapat digunakan dalam aplikasi yang dapat dipakai. Namun, sensor tekanan berbasis logam cair saat ini memiliki sensitivitas tekanan yang rendah, sehingga membatasi penerapannya untuk perangkat pemantauan kesehatan.
Para peneliti mengembangkan sensor tekanan lunak berbasis logam cair yang terintegrasi dengan susunan mikrobump 3D-cetak, kaku. Dengan bantuan pencetakan 3D, integrasi susunan microbump kaku dan cetakan utama untuk saluran mikro logam cair dapat dicapai secara bersamaan, mengurangi kerumitan proses manufaktur. Melalui integrasi microbump kaku dan microchannel, sensor tekanan baru memiliki batas deteksi yang sangat rendah dan sensitivitas tekanan yang ditingkatkan dibandingkan dengan sensor tekanan berbasis logam cair yang dilaporkan sebelumnya. Sensor yang diusulkan juga memiliki penyimpangan sinyal yang dapat diabaikan lebih dari 10.000 siklus tekanan, pembengkokan, dan peregangan serta menunjukkan stabilitas yang sangat baik saat mengalami berbagai kondisi lingkungan.
Hasil kinerja ini menjadikannya sensor yang sangat baik untuk berbagai perangkat pemantauan kesehatan. Pertama, tim peneliti mendemonstrasikan perangkat gelang yang dapat dipakai yang dapat terus memantau denyut nadi seseorang selama berolahraga dan digunakan dalam sistem pemantauan tekanan darah non-invasif tanpa manset berdasarkan perhitungan PTT. Kemudian, mereka memperkenalkan sistem pemantauan tekanan tumit nirkabel yang dapat dipakai yang mengintegrasikan tiga 3D-BLiPS dengan modul komunikasi nirkabel.
