Terobosan telah dilakukan tim yang dipimpin Profesor Hyunhyub Ko di Sekolah Teknik Energi dan Kimia di Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST). Mereka menciptakan alat bantu pendengaran dan gangguan bicara berbasis teknologi nano. Teknologi baru ini dapat dieksplorasi lebih lanjut untuk berbagai aplikasi potensial, seperti sensor IoT (Internet Of Things) yang dapat dipakai sebagai perangkat perawatan kesehatan yang sesuai. Teknologi IoT adalah konsep perangkat yang mampu mentransfer data tanpa perlu terhubung dengan manusia, melainkan internet sebagai medianya. Sederhananya manusia tidak perlu mengontrol benda/perangkat IoT tersebut secara langsung.

Dalam penelitian ini, tim peneliti mengembangkan nanomembran hibtrathin, transparan, dan konduktif hibrida dengan ketebalan nano, yang terdiri dari susunan nanowire perak orthogonal tertanam dalam matriks polimer. Mereka mendemonstrasikan nanomembrane dengan membuatnya menjadi loudspeaker atau pelantang atau toa yang dapat menempel pada hampir semua media apa saja untuk menghasilkan suara. Para peneliti juga memperkenalkan perangkat serupa yang bertindak sebagai mikrofon, yang dapat dihubungkan ke smartphone, dan komputer untuk membuka kunci sistem keamanan yang diaktifkan dengan suara.

Nanomembranes (NMs) adalah lapisan pemisahan tipis secara molekuler dengan ketebalan nano. Polimer NMs telah menarik perhatian karena keunggulannya yang luar biasa, seperti fleksibilitas ekstrim, sangat ringan (ultralight), dan kelengketan yang sangat baik karena dapat menempel langsung ke hampir semua permukaan. Namun, mereka mudah robek, dan tidak menunjukkan konduktivitas listrik.

Tim peneliti telah memecahkan masalah tersebut dengan menanamkan jaringan nanowire perak dalam nanomembrane berbasis polimer. Ini telah memungkinkan demonstrasi loudspeaker dan mikrofon yang bisa dilekatkan pada kulit. “Sangat tipis, transparan, dan NCs hibrida konduktif memfasilitasi kontak konforma dengan permukaan lengkung dan dinamis tanpa retak atau pecah,” kata Saewon Kang dalam program doktroral Energi dan Teknik Kimia di UNIST, penulis pertama studi.

Dia menambahkan, “Lapisan ini mampu mendeteksi suara dan getaran vokal yang dihasilkan oleh sinyal tegangan triboelektrik yang sesuai dengan suara, yang dapat dieksplorasi lebih lanjut untuk berbagai aplikasi potensial, seperti perangkat input/output suara.”

Dengan menggunakan NMs hibrida, tim peneliti membuat pengeras suara NM dan mikrofon yang dapat dilekatkan pada kulit, yang tidak mencolok dalam penampilan karena transparansi yang sangat baik dan kemampuan kontak konformal. Speaker dan mikrofon yang dapat dikenakan ini adalah kertas tipis, namun masih mampu melakukan sinyal suara.

“Terobosan terbesar dari penelitian kami adalah pengembangan nanomembran hibrida, transparan, dan konduktif hibrida dengan ketebalan nano, kurang dari 100 nanometer,” kata Profesor Ko. “Ini sifat optik, listrik, dan mekanik yang luar biasa dari nanomembran memungkinkan demonstrasi loudspeaker dan mikrofon yang dapat dilekatkan pada kulit dan tak terlihat.”

Pengeras suara NM yang dapat dilekatkan bekerja dengan memancarkan suara termoakustik karena osilasi yang diinduksi suhu udara di sekitarnya. Pemanasan Joule periodik yang terjadi ketika arus listrik melewati sebuah konduktor dan menghasilkan panas yang mengarah ke osilasi suhu ini. Ini telah menarik perhatian yang besar karena menjadi loudspeaker yang dapat direntangkan, transparan, dan melekat pada kulit.

Mikrofon yang dapat dipakai adalah sensor, yang melekat pada leher pembicara untuk merasakan getaran dari pita suara. Sensor ini beroperasi dengan mengubah gaya gesekan yang dihasilkan osilasi nanofiber konduktif transparan menjadi energi listrik. Untuk mengoperasikan mikrofon, nanomembrane hibrida disisipkan di antara film elastis dengan pola kecil untuk secara tepat mendeteksi suara dan getaran pita suara berdasarkan pada tegangan triboelektrik yang dihasilkan dari kontak dengan film elastis. “Untuk aplikasi komersial, ketahanan mekanik nanomebranes dan kinerja loudspeaker dan mikrofon harus ditingkatkan lebih lanjut,” kata Profesor Ko.(gatra.com)