Kamera Terahertz Fleksibel Baru Memungkinkan Inspeksi Aman dan Presisi Bentuk Objek Kompleks
Di era digital saat ini, penggunaan perangkat “Internet-of-Things” (disematkan dengan perangkat lunak dan sensor) telah menjadi luas. Perangkat ini mencakup peralatan nirkabel, mesin otonom, sensor wearable, dan sistem keamanan. Karena struktur dan properti yang rumit, ada kebutuhan untuk memeriksa mereka dengan seksama untuk menilai keamanan dan kegunaan serta mengecualikan cacat potensial. Namun, pada saat yang sama, kerusakan pada perangkat selama inspeksi harus dihindari.
Citra Terahertz (THz), berdasarkan radiasi dengan frekvensi antara 0.1 dan 10 THz, adalah salah satu metode non-destruktif yang dengan cepat gaining popularitas karena penetrasi, resolusi, dan sensitivitas yang tinggi. Namun, kamera THz konvensional itu besar dan kaku, sehingga membatasi potensinya dalam citra permukaan tidak rata. Selain itu, biaya tinggi dan kurangnya keberagaman dalam konfigurasi sensor membuatnya merupakan alternatif yang kurang praktis, memanggil sensor yang lebih adaptabel.
Untuk hal ini, tim peneliti dari Tokyo Tech, dipimpin oleh Profesor Madya Yukio Kawano, telah mengatasi kesenjangan ini dengan merancang array sensor THz bebas mandiri dan fleksibel yang dapat digunakan untuk citra ujung buta objek dengan bentuk tidak teratur.
“Mengingat keragaman bentuk, struktur, dan ukuran objek uji, desain kamera dan sensor harus disesuaikan untuk mengikuti konfigurasi yang berbeda. Dalam studi kami, kami telah mengembangkan metode pembuatan yang sederhana dan hemat biaya untuk menghasilkan kamera THz dengan bentuk yang adaptabel,” kata Dr. Kawano.
Ilmuwan tahu bahwa bahan yang digunakan dalam sensor semacam itu harus memiliki penyerapan yang baik dalam spektrum THz bersama dengan efisiensi tinggi dalam mengubah emisi menjadi sinyal listrik yang terdeteksi. Karena alasan itu, mereka memilih film nanotub karbon (CNT), yang juga memiliki kekuatan mekanis dan fleksibilitas yang baik. Mereka melewatkan larutan CNT melalui film poliimid dengan celah yang diinduksi laser dan filter membran menggunakan vakum. Setelah kering, larutan CNT tetap sebagai struktur yang ditangguhkan bebas antara lapisan film poliimid yang dibentuk pola. Selain itu, mereka mengembangkan proses pembuatan yang sederhana berdasarkan pengumpulan mandiri array film CNT dan kemampuannya untuk membentuk elektroda di kedua ujung.
Untuk ini, mereka menguapkan elektroda logam di atas film poliibid yang dibentuk pola. Bersama-sama, proses-proses ini menghasilkan lembar patch kamera THz dengan beberapa kamera. Menariknya, struktur film CNT yang ditangguhkan dapat dimodifikasi dengan mengubah kondisi penyaringan dan sehingga gaya geser, menjadikan proses dapat disesuaikan.
Selain itu, lembar patch dapat dipotong dengan gunting menjadi sensor portabel dan wearable yang lebih kecil yang dapat ditempatkan pada permukaan objek uji untuk cakupan yang lebih baik. Peneliti dapat mendemonstrasikan aplikasinya industri dengan mendeteksi dan memvisualisasikan retakan, kotoran, dan lapisan polimer yang tidak rata dalam resin dan dengan mendeteksi lumpur dalam pipa bengkok, sehingga menekankan potensi kamera untuk operasi kontrol kualitas.
