Integrasi elektronik pada pakaian kita – Sains Terkini


Karena industri mikroelektronik sekarang bergeser ke arah perangkat elektronik yang dapat dipakai dan tekstil elektronik (e-), bahan elektronik yang terdiri, seperti feroelektrik, harus diintegrasikan dengan pakaian kita. Nylons, keluarga polimer sintetik, pertama kali diperkenalkan pada tahun 1940-an untuk stocking wanita dan saat ini di antara serat sintetis yang paling banyak digunakan dalam tekstil. Mereka terdiri dari rantai panjang unit molekul berulang, yaitu polimer, di mana setiap unit berulang mengandung susunan khusus hidrogen, oksigen, dan nitrogen dengan atom karbon.

Selain penggunaan dalam tekstil, ditemukan bahwa beberapa nilon juga menunjukkan apa yang disebut "properti feroelektrik." Ini berarti muatan listrik positif dan negatif dapat dipisahkan dan keadaan ini dapat dipertahankan. Bahan feroelektrik digunakan dalam sensor, aktuator, memori dan perangkat pemanen energi. Keuntungan menggunakan polimer adalah mereka dapat dicairkan menggunakan pelarut yang memadai dan karenanya diproses dari solusi dengan biaya rendah untuk membentuk film tipis yang fleksibel yang cocok untuk perangkat elektronik seperti kapasitor, transistor dan dioda. Ini membuat polimer feroelektrik menjadi pilihan yang layak untuk diintegrasikan dengan tekstil elektronik. Meskipun nilon polimer telah menemukan selama bertahun-tahun aplikasi komersial yang signifikan dalam kain dan serat, aplikasi mereka dalam perangkat elektronik terhalang karena tidak mungkin untuk membuat film tipis berkualitas tinggi nilon feroelektrik dengan pemrosesan solusi.

Para ilmuwan di MPI-P, bekerja sama dengan para peneliti dari Universitas Johannes Gutenberg Mainz dan Universitas Teknologi Lodz, sekarang telah memecahkan masalah berusia empat puluh tahun ini, dan mengembangkan metode untuk membuat kapasitor film tipis feroelektrik dengan melarutkan nilon dalam campuran asam trifluoroacetic dan aseton dan memadatkannya kembali dalam ruang hampa. Mereka mampu mewujudkan film nilon tipis yang biasanya hanya setebal beberapa nanometer, beberapa kali lebih tipis dari rambut manusia. "Dengan menggunakan metode ini, kami telah menghasilkan film tipis yang sangat halus. Ini sangat penting karena mencegah kerusakan listrik misalnya kapasitor dan menghancurkan sirkuit elektronik. Pada saat yang sama, kehalusan memungkinkan untuk memiliki film tipis transparan dan akhirnya perangkat elektronik transparan, "kata Dr. Kamal Asadi, ketua kelompok di MPI-P.

Dengan menggunakan metode mereka yang baru dikembangkan, kelompok di sekitar Kamal Asadi mampu menghasilkan kapasitor nilon berkinerja tinggi. Para ilmuwan mengajukan prototipe kapasitor ke siklus tegangan yang diperpanjang dan menunjukkan kekuatan nil feroelektrik di bawah jutaan siklus operasi. Film nilon tipis dapat menjadi komponen penting untuk digunakan dalam elektronik fleksibel di masa depan dan menemukan aplikasi dalam perangkat elektronik yang dapat ditekuk atau untuk elektronik dalam pakaian. Temuan baru ini membuka jalan menuju kain multi-fungsi yang berfungsi sebagai kain untuk menutupi tubuh kita dan pada saat yang sama dapat menghasilkan listrik dari gerakan tubuh kita.

Referensi:

Material disediakan oleh Institut Max Planck untuk Penelitian Polimer. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.