“Rubber Chips” Sumber Energi Spektakuler


Para ahli teknik Princeton University mampu memanfaatkan film-film (lapisan tipis) karet alam jadi piranti canggih sebagai sumber tenaga telefon seluler dan berbagai perangkat elektronik lainnya. Dari bahan chips karet itu, mereka juga mengubahnya jadi chips yang mampu mengikuti gerakan-gerakan kelenturan tubuh, seperti gerakan pernapasan, berjalan, bahkan menjadi energi alat pacu jantung.

Chips karet ini diubah jadi materi yang terdiri atas keramik nanoribbons lalu ditanam ke lembaran karet silikon dan mampu menghasilkan energi listrik ketika tertekuk dan sangat efisien dalam mengonversi energi mekanik menjadi energi listrik. Bukan tidak mungkin suatu hari sepatu yang terbuat dari bahan yang paten ini mampu mengajak pemakainya berjalan dan berlari seperti kekuatan mobile. Ditempatkan dekat paru-paru, lembaran dari bahan yang mengandung energi ini dapat membantu gerakan pernapasan atau alat pacu jantung. Ini akan menghindarkan kebutuhan penggantian baterai setelah pembedahan

Sebuah kertas kerja hasil penelitian teknologi gabungan antara teknologi tinggi dan bahan alami ini telah diterbitkan secara online 26 Mei lalu dalam situs Nano Letters. Tim ahli mekanik Princeton merupakan tim pertama yang berhasil menggabungkan nanoribbons silicon dan plumbum zirconate titanate (PZT), bahan keramik, dan piezoelektrik. Campuran unsur-unsur itu ternyata menghasilkan tegangan listrik yang tinggi ketika diberi tekanan energi kepadanya.

Dari hasil penelitian intensif selama beberapa tahun, ditemukan bahwa semua bahan piezoelectric, PZT, hasilnya sangat efisien. Materi yang terbentuk dapat mengonversi 80 persen energi mekanik jadi energi listrik. “Material PZT ternyata 100 kali lebih efisien daripada kuarsa dan bahan piezoelectric yang lain,” kata Michael Mc.Alpine, seorang profesor teknik mekanis dan aerospace di Princeton yang memimpin pengembangan projek tersebut.

Para peneliti, pertama menggunakan PZT nanoribbons strip yang begitu sempit dengan ukuran 100 sesuai dengan sisi-sisi dalam ruang milimeter. Dalam proses terpisah, pita tersebut ditanam menjadi sebuah lembaran karet silikon. Terciptalah apa yang mereka sebut PIEZO-chip karet. Karena silikon adalah bio-kompatibel yang sudah digunakan sebagai alat kosmetik dan alat medis implan, McAlpine mengatakan, sumber listrik baru dari perangkat paten tersebut ternyata dapat ditanam (implan) dalam tubuh untuk memancarkan energi listrik terus-menerus pada perangkat medis. “Dan yang mengagumkan, ternyata tubuh tidak menolak alat-alat implan tersebut,” kata McAlpine.

Selain dapat menjadi pembangkit listrik bila tertekuk, sebaliknya mampu menghasilkan flexes materi ketika arus listrik memancar kepadanya. Hal ini akan bisa membuka pintu untuk jenis aplikasi lain, seperti digunakan untuk perangkat microsurgical. “Ini merupakan keajaiban karena energi yang dipancarkan itu sangat terukur,” kata Yi Qi, peneliti postdoctoral yang bekerja dengan McAlpine. “Ketika kami membuat chips ini, kami berpikir kami akan mampu membuat lembaran yang lebih besar yang dapat menghasilkan tenaga listrik lebih besar dari sebelumnya,” katanya.

**

Ma Zhenqiang, Profesor dari University of Wisconsin Madison, yang juga bekerja pada sirkuit rubber silikon mengatakan, penelitian baru tentang rubber chip merupakan “langkah penting” dalam ilmu pengetahuan terapan. “Benar-benar terpadu, karena sirkuit dapat ditekuk dan telah dibicarakan selama bertahun-tahun. Saat itu belum menunjukkan hasil, tetapi lewat penelitian yang rumit ahirnya menemukan penemuan yang spektakuler,” katanya kepada BBC News.

Pada tingkat mikroskopik, rubber chips memiliki struktur gelombang yang berperilaku seperti “akordeon bellow”. Hal ini memungkinkan terjadi perenggangan dalam satu arah. Gelombang akordeon bellow geometri ini terikat pada film karet. Struktur keseluruhannya dapat diregang. Menggunakan materi lentur, para peneliti mampu memamerkan individu, fleksibel sirkuit komponen seperti transistor.

Pekerjaan baru fitur lengkap rubber chip silikon yang dikenal sebagai sirkuit terpadu (IC), dapat ditarik dalam dua arah pada mode yang lebih kompleks. “Untuk melakukan ini, kami harus mencari tahu bagaimana membuat seluruh rangkaian dalam format ultratipis,” tutur Profesor Rogers. Tim telah mengembangkan metode yang dapat menghasilkan rangkaian lengkap dengan ketebalan hanya satu setengah mikron (sepersejuta meter). Ini tebalnya ratusan kali lebih tipis dari silikon konvensional sirkuit di PC ( personal computer).

Karya penelitiannya telah dikembangkan lebih jauh untuk mencari kemungkinan digunakan dalam teknologi penerbangan. Misalnya untuk membangun antena yang mampu berputar 360 derajat. Membuat aplikasi pengawasan, chip “embedding” di permukaan pesawat.***

Dedi Riskomar, wartawan senior.

PR – Kamis, 19 Agustus 2010

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s