Memanfaatkan Fleksoelektrik dalam Elastomer Lunak untuk Meningkatkan Mobilitas Robot

Beberapa bahan di alam dapat secara signifikan berubah ukuran dan bentuk — atau berubah bentuk — seperti karet getah ketika sinyal listrik dikirim. Bahan bertindak sebagai konverter energi yang berubah bentuk ketika sinyal listrik dikirim melalui atau menyediakan listrik saat dimanipulasi. Ini disebut piezoelektrik dan berguna dalam menciptakan sensor dan elektronik laser, di antara beberapa penggunaan akhir lainnya. Bahan yang terjadi secara alami ini langka dan terdiri dari struktur kristal kaku yang sering beracun — tiga kelemahan yang berbeda untuk aplikasi manusia.

Polimer buatan manusia menawarkan langkah menuju mengurangi titik nyeri ini dengan menghilangkan kekurangan bahan dan mencipta polimer lunak yang mampu membengkok dan meregang — dikenal sebagai elastomer lunak — namun sebelumnya, elastomer lunak ini tidak memiliki atribut piezoelektrik yang signifikan.

Peneliti telah mendemonstrasikan "fleksioelektrik raksasa" dalam elastomer lunak yang dapat meningkatkan rentang gerakan robot dan membuat pacemaker yang menyala sendiri menjadi kemungkinan nyata. Teori ini merancang koneksi antara listrik dan gerakan mekanis dalam bahan lunak seperti getah. Sementara beberapa polimer lemah piezoelektrik, tidak ada bahan lunak seperti getah yang piezoelektrik. Istilah untuk elastomer lunak multifungsi ini dengan kemampuan yang ditingkatkan adalah "fleksioelektrik raksasa"; dengan kata lain, meningkatkan kinerja fleksioelektrik dalam bahan lunak.

Dalam sebagian besar bahan karet lunak, fleksioelektrik cukup lemah namun dengan menyusun ulang rantai dalam sel satuan pada tingkat molekuler, teori menunjukkan bahwa elastomer lunak dapat mencapai fleksioelektrik hampir 104 kali jumlah konvensional. Robot mirip manusia yang dibuat dengan elastomer lunak yang mengandung properti fleksioelektrik yang ditingkatkan akan mampu rentang gerakan yang lebih besar untuk melakukan tugas fisik. Pacemaker yang ditanam di jantung manusia dan menggunakan baterai litium dapat sebaliknya menyala sendiri karena gerakan alami menghasilkan daya listrik.

Upaya untuk meningkatkan efek fleksioelektrik dalam elastomer lunak akan menjadi fokus studi lebih lanjut.