Faktor utama yang menghambat pengembangan biosensor [sensor yang mengombinasikan komponen hayati dengan komponen elektronik yang mengubah sinyal dari komponen hayati menjadi output yang terukur] yang dapat dikenakan pada pakaian untuk pemantauan kesehatan adalah kurangnya pasokan listrik yang rendah dan tahan lama.
Sekarang para ilmuwan dari University of Massachusetts Amherst yang dipimpin oleh ahli kimia Trisha L. Andrew melaporkan bahwa mereka telah mengembangkan metode untuk membuat sistem penyimpanan muatan yang mudah diintegrasikan ke dalam pakaian untuk “menyulam pola penyimpanan muatan terhadap garmen apa pun.”
Seperti yang Andrew jelaskan, “Baterai atau jenis penyimpanan muatan lainnya masih merupakan komponen terbatas untuk sebagian besar teknologi portabel, wearable, ingestible atau fleksibel. Perangkatnya cenderung menjadi kombinasi yang terlalu besar, terlalu berat dan tidak fleksibel.”
Metode baru mereka menggunakan mikro-superkapasitor dan menggabungkan benang konduktif pelapisan uap pada film polimer, ditambah teknik penjahitan khusus untuk menciptakan sebuah mesh fleksibel dari susunan elektroda pada bahan tekstil. Perangkat solid-state yang dihasilkan memiliki kemampuan tinggi untuk menyimpan muatan sesuai ukurannya, dan karakteristik lain yang memungkinkan untuk memberikan tenaga pada biosensor yang dapat dikenakan pada sebuah pakaian.
Andrew menambahkan bahwa meskipun para peneliti telah memperkecil berbagai komponen sirkuit elektronik dengan luar biasa, namun tidak dengan perangkat penyimpanan muatan. “Dengan tulisan ini, kami menunjukkan bahwa kami benar-benar dapat menyulam pola penyimpanan muatan pada garmen apa pun menggunakan benang yang telah dilapisi penguapan yang dibuat laboratorium kami. Ini membuka jalan dalam penjahitan sirkuit sederhana pada pakaian cerdas yang mentenagai secara mandiri.” Detailnya telah dipublikasikan secara online di ACS Applied Materials & Interfaces .
Andrew dan timnya, telah menunjukkan bahwa superkapasitor adalah kandidat ideal untuk sirkuit penyimpanan muatan yang dapat dikenakan pada sebuah pakaian karena memiliki kepadatan tenaga yang secara inheren lebih tinggi dibandingkan dengan baterai.
Tapi “menggabungkan bahan aktif elektrokimia dengan konduktivitas listrik yang tinggi dan transportasi ion-nya yang cepat pada bahan tekstil adalah menantang,” mereka menambahkan. Andrew dan rekannya menunjukkan bahwa proses pelapisan uap mereka menciptakan film polimer konduktif berpori pada benang yang dipilin secara padat, yang dapat dengan mudah membengkak dengan ion elektrolit dan mempertahankan kapasitas penyimpanan muatan tinggi per satuan panjang dibandingkan dengan pekerjaan sebelumnya dengan serat yang dicelup atau diekstrusi.
Andrew, yang mengarahkan Wearable Electronics Lab di UMass Amherst, mencatat bahwa para ilmuwan tekstil cenderung tidak menggunakan deposisi penguapan karena kesulitan teknis dan biayanya yang tinggi, tetapi baru-baru ini, penelitian telah menunjukkan bahwa teknologinya dapat ditingkatkan namun tetap menghemat biaya.
Dia dan timnya saat ini bekerja dengan pihak lain di UMAS Amherst Institute untuk membangun pakaian pintar yang dapat memonitor gaya berjalan dan pergerakan persendian seseorang sepanjang hari.
