Fleksibel, organik, tipis – sifat yang biasanya tidak berhubungan dengan pembangkit listrik atau sensor. Tapi materi baru yang dikembangkan oleh periset Empa adalah: film tipis fleksibel organik yang menghasilkan listrik jika diregangkan dan dikompres.
Berkat efek piezoelektrik -suatu kemampuan dapat menghasilkan suatu arus listrik jika mendapatkan perlakuan tekanan, karet yang dirancang khusus untuk mampu mengubah gerakan mekanis menjadi muatan listrik. Trik di balik arus yang dihasilkan adalah polarisasi internal yang berubah saat film karet mengalami tekanan mekanis.
Efek ini digunakan saat pengambilan suara pada pemain rekaman analog, misalnya: jarum dipandu melalui alur dalam rekaman sedemikian rupa sehingga menghasilkan getaran mekanis. Dalam kristal piezoelektrik, getaran ini diubah menjadi impuls listrik, yang pada gilirannya dapat diperkuat dan diubah menjadi gelombang suara.
Untuk waktu yang lama, efek piezoelektrik hanya dikenal untuk kristal. Karena ini berat dan padat, efeknya hanya bisa digunakan pada aplikasi tertentu. Namun, peneliti Empa Dorina Opris dan rekan-rekannya kini telah berhasil memberikan sifat piezoelektrik elastomer. Meski begitu, bahan baru ini tidak mudah diproduksi. Karet tersebut merupakan bahan komposit yang terbuat dari nanopartikel polar dan elastomer (silikon dalam prototipe). Pertama-tama, Yee Song Ko, seorang mahasiswa PhD di Empa, harus membentuk dua materi sebelum menghubungkannya. Ini menghasilkan film tipis dan elastis, di mana bagian kutub nanopartikel masih berorientasi secara acak.
Baca juga : Benang ini menghasilkan energi saat ditarik
Untuk membuat bahan piezoelektrik, Song Ko harus mengenalkan polarisasi internal menggunakan medan listrik yang kuat. Untuk mencapai hal ini, film dipanaskan sampai suhu transisi gelas nanopartikel telah terlampaui dan berubah dari keadaan padat dan kaca menjadi karet yang kental. Dengan kondisi ini, bagian kutub diorientasikan oleh medan listrik. Orientasi yang diraih akhirnya dibekukan dengan mendinginkan material hingga suhu kamar.
Ada banyak sekali aplikasi potensial untuk film karet baru. Ini bisa digunakan untuk membangun sensor tekanan, misalnya. Jika bahan dikompres, impuls listrik dihasilkan yang bisa diterima dan “dipahami” oleh perangkat. Ini bisa digunakan untuk mengembangkan tipe tombol kendali baru, tapi juga kulit sensitif untuk robot yang bisa merasakan (tekanan) sentuhan. Selain itu, film ini mungkin berguna dalam pakaian untuk memantau aktivitas pemakainya atau menghasilkan listrik dari gerakan mereka. “Bahan ini bahkan mungkin bisa digunakan untuk mendapatkan energi dari tubuh manusia,” kata Opris. “Anda bisa menanamnya di dekat jantung untuk menghasilkan listrik dari detak jantung, misalnya.” Ini bisa membuat alat pacu jantung atau perangkat implan lainnya, sehingga menghilangkan kebutuhan akan operasi invasif untuk mengganti baterai.
