Sebuah Otot Buatan Super Melar yang Dapat Sembuh Jika Dipotong? Serius?!

Dengan adanya teknologi nanometer, bukan hal yang mustahil untuk membuat bahan yang sangat melar. Bahan supermelar sudah pernah ditemukan dengan menggunakan karet jenis tertentu dan melapisinya dengan karbon skala nanometer. Bahan super elastis saat itu dibuat dengan tujuan penggunaan sensor super elastis. Namun ketika bahan super elastis tersebut terpotong, sudah pasti alat tersebut tidak dapat digunakan kembali. Penemuan hari ini memungkinkan untuk pembuatan bahan super elastis dan dapat menyembuhkan diri ketika dipotong. Para peneliti ini menemukan ide dari otot manusia yang dapat diulur dan dapat menyembuhkan diri setelah mengalami cedera.

Ketika Anda menarik sebuah otot secara sedikit memaksa, mungkin Anda akan merasa sakit yang amat sangat untuk sementara waktu. Namun tubuh manusia dapat menyembuhkan diri atas kerusakan yang terjadi akibat dari penguluran otot secara paksa ini.

Kini peneliti membuat hal itu mungkin untuk ditiru dengan menggunakan polimer elektrik-responsif. Polimer ini digunakan untuk membuat otot buatan untuk sistem haptic dan robot eksperimental. Jadi ketika ada robot yang menggunakan polimer ini pada bagian kabel maupun bagian lainnya, diharapkan ketika tertusuk atau terpotong, robot dapat menyembuhkan diri sendiri dan dapat kembali berfungsi sebagaimana mestinya.

 photo 77325D3F-1021-470A-AD67-3FA67F354D23.jpg

Ini adalah pertama kali digunakannya polimer elektrik responsif dengan sifat super elastis dan dapat menyembuhan diri, sehingga dapat digunakan sebagai bahan otot buatan yang lebih tangguh. Penelitian ini dilakukan oleh tim yang dipimpin oleh Zhenan Bao yang berasal dari Stanford University. Mereka menggunakan kombinasi polimer yang memiliki sifat yang tidak biasa. Berkat sifat super melar dari polimer yang digunakan, selembar polimer elektrik responsif dengan panjang 2,5 sentimeter dapat ditarik sampai dengan panjang 2,5 meter. Sangat fantastis bukan hasilnya?! Kemudian para peneliti mencoba untuk menusuk polimer tersebut. Ketika polimer itu ditusuk, secara menakjubkan polimer tersebut dapat sembuh kembali. Bahkan polimer elektrik responsif ini mampu menyembuhkan diri dengan baik dalam kondisi suhu kamar.


Sebenarnya konsep bahan yang dapat menyembuhkan diri sendiri bukan konsep yang pertama kali terpikirkan. Bahan lain yang dapat menyembuhkan diri telah ditemukan oleh peneliti dari University of Illinois yang mana mereka menggunakan komposit plastik tertentu yang mampu memperbaiki diri setelah dirusak. Namun penelitian yang dilakukan oleh Stanford University termasuk dalam kategori yang lebih mengagumkan, karena menggabungkan sifat super melar dan dapat menyembuhkan diri. Ini adalah hal yang berguna untuk pembuatan komponen elektronik maupun robot. Otot buatan akan berkontraksi ketika ada medan listrik yang melaluinya, mirip dengan cara kerja otot biologis.

Untuk langkah selanjutnya, kelompok Stanford ingin membuat otot buatan yang bersifat lebih mudah sembuh dan lebih sensitif seperti kulit manusia sesungguhnya. Semua itu sudah pasti ditujukan untuk pembuatan robot maupun alat elektronik. Pengembangan ini bukan hal yang mudah, namun menantang bagi kelompok Stanford. Selain itu, Bao telah lama dikenal sebagai pengembang bahan yang handal dan ia sudah terbiasa membuat suatu bahan menjadi lebih sensitif, sehingga bahan tersebut menjadi lebih mirip dengan kulit manusia. Untuk pengembangan berikutnya, kelompok Stanford akan menggunakan bahan-bahan kimia baru dan mengkombinasikannya secara bersama-sama.

“Ide di balik proyek ini adalah untuk tidak membuat otot buatan terkuat di dunia”, kata Bao. Bao melanjutkan bahwa pembuatan otot buatan ditujukan untuk pembelajaran bagaimana polimer dengan kombinasi tertentu, dapat menjadi bahan penyembuhan diri yang sangat elastis serta elektrik responsif.

Polimer kimia yang digunakan memiliki kombinasi ikatan yang kuat, yang memberikan kekuatan mekanik. Tetapi walaupun memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, polimer ini juga memiliki ikatan yang lemah di bagian lain, yang mana ikatan lemah tersebut dapat dengan mudah dipecah dan dibentuk. Polimer tersebut terdiri dari jaringan kusut rantai polimer panjang berdasarkan PDMS elastomer umum. Kelompok Stanford menambahkan molekul yang mengandung besi dan suatu bahan yang mengikat besi itu. Ketika ikatan besi rusak saat dipotong atau diregangkan, bahan yang mengikat besi akan membentuk seketika dan menyambungkan kembali. Kelompok Bao menjelaskan penemuan ini sudah dipublikasikan di jurnal Nature Chemistry.

Polimer penyembuhan diri yang lain hanya akan menyembuhkan diri dalam kondisi tertentu. Mereka disembuhkan oleh ikatan hidrogen lemah yang sensitif terhadap uap air di udara. Sebaliknya, bahan yang dibuat oleh peneliti Stanford dapat diletakkan di udara terbuka dan tidak membutuhkan kondisi khusus untuk dapat menyembuhkan diri. Sedangkan desain lainnya harus dipanaskan atau dikompresi untuk memicu reaksi penyembuhan diri. Elastomer Stanford menyembuhkan pada suhu kamar tanpa diperlukan adanya bahan tambahan. Dan setelah menyembuhkan diri, sifat listrik dan mekanik akan seperti sebelum bahan tersebut terpotong.

Sebenarnya sifat melar yang didapat dari bahan ini adalah bonus yang tak terduga. Peneliti hanya berniat untuk membuat elastomer yang dapat menyembuhkan diri dengan lebih mudah. Ternyata ketika diulur secara ekstrem, ikatan skala molekul dalam polimer akan cepat terputus dan cepat terbentuk kembali, sehingga memungkinkan material untuk pulih setelah ditarik secara ekstrem. Ketika diuji di laboratorium, ternyata polimer ini dapat ditarik hingga 10.000 persen. Ini sangat elastis! Bahkan peralatan mekanik-pengujian di laboratorium tidak cukup kuat untuk menariknya lebih jauh lagi.

“Kami ingin membangun sirkuit elektronik yang dapat menyembuhan diri dengan lebih baik,” kata Bao. Sekarang dia dan timnya sedang bekerja untuk menciptakan polimer melar penyembuh diri dengan sifat elektronik yang tepat untuk membuat bagian-bagian yang berbeda dari transistor-semikonduktor, konduktor, dan bahan dielektrik. Ini dapat digunakan pada kulit elektronik tangguh untuk robot dan prosthetics.

Credit: Spectrum, Stanford University, Kurzweilai.

Post Author: Novia Fitriana

Science is my passion...

Leave a Reply