Power Suit:Bukan Hanya untuk Bekerja

Tahukah Anda bahwa integrasi nanomaterial, manufaktur, dan kain garmen berada di puncak penciptaan "power suit" baru yang dapat membantu memantau pasien atau menghasilkan energi — di antara kemungkinan lain yang tak terhitung jumlahnya?

Empat Institut Manufaktur USA bekerja sama dengan Pusat MEP NIST memainkan peran penting dalam industri ini dan rantai pasokan afiliasinya dengan memanfaatkan perkembangan komersial dan teknis yang dapat diterapkan dengan cepat di bidang baru ini.

Seiring perkembangan nanomaterial berlanjut dengan kecepatan yang dipercepat, lebih banyak aplikasi diidentifikasi yang melibatkan integrasi perangkat teknologi tinggi dengan produk berusia berabad-abad. Salah satu aplikasi dalam industri garmen ini adalah tren baru yang dikenal sebagai Power Suits.

Pemanenan Energi

Pemanenan energi adalah proses di mana energi berasal dari sumber eksternal (misalnya, tenaga surya, energi panas, energi angin, gradien salinitas, dan energi kinetik, juga dikenal sebagai energi ambien), ditangkap, dan disimpan untuk perangkat otonom nirkabel kecil, seperti yang digunakan dalam elektronik yang dapat dipakai dan jaringan sensor nirkabel. Pada tingkat mikro dan mili-amp, praktik ini terus menjadi penting karena perangkat dikembangkan dengan kebutuhan daya yang sangat rendah. Ini adalah bidang yang menarik bagi sektor garmen khususnya yang berkaitan dengan transfer “gerakan” menjadi energi.

Aplikasi potensial dalam industri ini dapat mengubah hidup.

Deteksi jatuhnya orang tua, menyediakan daya untuk alat pacu jantung atau implan lainnya, dan memasang perangkat GPS ke dalam pakaian untuk pejalan kaki atau untuk menemukan pasien Alzheimer yang mengalami disorientasi adalah beberapa kemungkinan1. Transferensi didasarkan pada dua fenomena terkenal:efek piezoelektrik dan triboelektrik. Efek piezoelektrik menghubungkan sinyal listrik dan gaya mekanik, sedangkan efek triboelektrik melibatkan pengumpulan muatan yang berlawanan pada dua bahan yang berbeda setelah bahan bersentuhan satu sama lain.

Peran Manufacturing USA Institutes dan MEP Centers

Power Suit dan garmen berteknologi canggih lainnya memerlukan pengembangan komersial dan teknologi dari empat area yang sangat terintegrasi:sensor fleksibel, pemanfaatan data “pintar”, elektronika daya, dan kain. Ini adalah salah satu area fokus teknologi dari Manufacturing USA Institutes yang baru didirikan berikut ini: 

Misi PowerAmerica adalah mengembangkan proses manufaktur canggih yang memungkinkan produksi semikonduktor celah pita lebar (WBG) skala besar, yang memungkinkan komponen elektronik menjadi lebih kecil, lebih cepat, dan lebih efisien daripada semikonduktor yang terbuat dari silikon.

NEXTFLEX berfokus pada pengembangan era baru dalam manufaktur elektronik hybrid fleksibel (FHE) dengan mengkatalisasi ekosistem elektronik hybrid fleksibel AS untuk mengkomersialkan teknologi melalui investasi dalam peningkatan material FHE, pemrosesan perangkat yang ditipiskan, pencetakan dan pengemasan terintegrasi perangkat/sensor, desain sistem alat, serta pengujian dan pemodelan keandalan.

Institut Inovasi Manufaktur Cerdas Energi Bersih menyatukan konsorsium yang terdiri dari hampir 200 mitra dari seluruh akademisi, industri, dan nirlaba, dari lebih dari 30 negara bagian, untuk memacu kemajuan dalam sensor pintar dan kontrol proses digital yang secara radikal dapat meningkatkan efisiensi AS manufaktur maju.

Sebuah lembaga nirlaba nasional yang didukung oleh industri, akademisi, pemerintah, dan modal ventura, Institut Kain Fungsional Tingkat Lanjut Amerika (AFFOA) akan mempercepat komersialisasi kain yang sangat fungsional secara luas. Ini termasuk terobosan terbaru dalam bahan serat dan proses manufaktur yang akan segera memungkinkan kami untuk merancang dan memproduksi kain yang melihat, mendengar, merasakan, berkomunikasi, menyimpan dan mengubah energi, mengatur suhu, memantau kesehatan dan mengubah warna — awal dari “revolusi kain ”.

Elemen kunci untuk implementasi dan adopsi teknologi baru ini dengan produsen di seluruh AS adalah Embedding MEP in Manufacturing USA Institutes Pilot Projects yang dimulai pada 2016. Beberapa tujuan utama dari uji coba ini adalah untuk:

• meningkatkan kesadaran produsen kecil AS tentang area fokus dan sumber daya Manufacturing USA Institute;
• memastikan keterlibatan produsen kecil AS dalam proses dan aktivitas yang terkait dengan menginformasikan dan mengembangkan agenda penelitian Institut;
• meningkatkan partisipasi produsen kecil AS dalam penelitian Manufacturing USA Institute; dan
• memastikan transisi hasil penelitian Institut ke produsen kecil AS untuk implementasi.

Baru Awal

Pengembangan power suit nyaris tidak menggores permukaan kemajuan yang dimungkinkan dengan integrasi fenomena fisik, nanomaterial dan adopsi teknologi baru. Produksi komersial untuk produk-produk mutakhir, seperti ini, membutuhkan rantai pasokan yang mengintegrasikan perkembangan dan proses teknologi baru. Melalui kolaborasi antara Manufacturing USA Institutes dan pusat MEP, produsen akan dapat mengakses pasar yang sebelumnya tidak dapat diakses, sambil menghadirkan produk baru yang inovatif kepada konsumen.

Jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang perkembangan ini, silakan hubungi Pusat MEP setempat atau kantor pusat NIST MEP di 301-975-0413.

^1. “Nanoteknologi dapat memberi kita “power suit” yang sama sekali baru, CEN.ACS.ORG, 16 Januari 2017, H15-17.