Bahan Sensor Rekat Meningkatkan Performa Elektronik di Bawah Tekanan

Bahan Sensor Rekat Meningkatkan Performa Elektronik di Bawah Tekanan

Tubuh kita mengirimkan ribuan sinyal — kimia, impuls listrik, pergeseran mekanis — yang dapat memberikan informasi yang melimpah tentang kesehatan kita. Namun, sensor elektronik yang dapat mendeteksi sinyal ini seringkali terbuat dari bahan anorganik rapuh yang mencegah mereka meregang dan membengkok pada kulit atau di dalam tubuh. Kemajuan terbaru telah membuat sensor rekat mungkin tetapi perubahan bentuk mereka dapat mempengaruhi data yang dihasilkan dan banyak sensor tidak dapat mengumpulkan dan memproses sinyal terlemah dari tubuh.

Desain sensor baru menyisipkan material berpola yang mengoptimalkan distribusi tekanan di antara transistor, menciptakan elektronik rekat yang kurang terpengaruh oleh deformasi. Peneliti juga menciptakan beberapa elemen sirkuit dengan desain ini, yang dapat menghasilkan lebih banyak jenis elektronik rekat.

Untuk merancang elektronik, peneliti menggunakan konsep distribusi tekanan berpola. Saat membuat transistor, mereka menggunakan substrat yang terbuat dari elastomer — polimer elastis. Mereka bervariasi densitas lapisan elastomer, berarti beberapa tetap lebih lembut sementara yang lain lebih kaku sementara masih elastis. Lapisan yang lebih kaku — yang disebut “elastiff” oleh peneliti — digunakan untuk area elektronik aktif.

Hasilnya adalah array transistor yang memiliki performa listrik yang hampir sama ketika mereka diregang dan dibengkokkan seperti saat tidak terdeformasi. Faktanya, mereka memiliki variasi performa kurang dari lima persen saat diregang dengan hingga 100 persen strain. Tim juga menggunakan konsep untuk merancang dan memproduksi bagian sirkuit lain termasuk NOR gates, ring oscillators, dan amplifiers. NOR gates digunakan dalam sirkuit digital, sementara ring oscillators digunakan dalam teknologi radio-frequency identification (RFID). Dengan membuat bagian-bagian ini berhasil rekat, peneliti dapat membuat elektronik yang lebih kompleks.

Amplifier rekat yang mereka kembangkan adalah antara sirkuit seperti kulit pertama yang mampu mengamplifikasi sinyal elektrofisiologis lemah — hingga beberapa millivolt. Itu penting untuk merasakan sinyal terlemah tubuh seperti yang dari otot. Sinyal dapat diproses dan diamplifikasi secara langsung pada kulit.

Desain ini sedang dievaluasi sebagai alat diagnostik untuk ALS. Dengan mengukur sinyal dari otot, peneliti berharap untuk lebih baik mendiagnosis penyakit sambil mendapatkan pengetahuan tentang bagaimana penyakit mempengaruhi tubuh. Mereka juga berharap untuk menguji desain dalam elektronik yang dapat ditanam di dalam tubuh dan untuk membuat sensor untuk semua jenis sinyal tubuh.