Para ilmuwan di Chalmers University of Technology, Swedia, mengembangkan sebuah kain yang mengubah energi kinetik menjadi tenaga listrik.
Sebuah temuan revolusioner di industri tekstil tengah dikembangkan teknokrat di Swedia. Ilmuwan menyebutnya teknologi tekstil listrik. Temuan ini merupakan hasil dari riset koborasi antara ilmuan di Chalmeres dengan Swedish School of Textiles di Boras dan lembaga penelitian Swerea IVF.
Peneliti Chalmers, Anja Lund dan Christian Müller telah mengembangkan kain tenunan yang menghasilkan listrik ketika direntangkan atau terkena tekanan. Kain ini dapat menghasilkan daya yang cukup untuk menyalakan lampu LED, mengirim sinyal nirkabel atau menggerakkan unit listrik kecil seperti kalkulator saku atau jam digital.
Dari hasil uji yang dilakukan semakin besar beban yang diterapkan pada tekstil dan semakin basah maka semakin banyak listrik yang dihasilkannya. Hasilnya sekarang diterbitkan dalam jurnal Nature Partner, Flexible Electronics. Teknologi ini didasarkan pada efek piezoelektrik, yang menghasilkan listrik dari deformasi material piezoelektrik, seperti ketika diregangkan.
Dalam studi tersebut, para peneliti menciptakan sebuah tekstil dengan menenun benang piezoelektrik bersama dengan benang konduksi listrik, yang diperlukan untuk mengangkut arus listrik yang dihasilkan. "Tekstilnya fleksibel dan lembut dan menjadi lebih efisien ketika lembab atau basah," kata Lund. Para peneliti menunjukkan hasil dari penelitian mereka dengan menggunakan sepotong tekstil yang digunakan pada tali bahu tas.
Dari uji coba tersebut, semakin berat beban yang dikemas dalam tas maka semakin banyak daya listrik yang didapatkan. "Ketika tas kami diisi dengan 3 kilogram buku, kami menghasilkan output yang terus menerus sebesar 4 microwatt. Itu cukup untuk menyalakan lampu LED sebentar. Dengan membuat seluruh tas dari tekstil kami, kami bisa mendapatkan cukup energi untuk mengirimkan sinyal nirkabel," kata Lund.
Benang piezoelektrik terdiri dari dua puluh empat serat, masingmasing setipis sehelai rambut. Ketika serat cukup lembab, mereka menjadi tertutup dalam cairan dan benang menjadi lebih efisien, karena hal tersebut mampu meningkatkan kontak listrik antara serat. Teknologi ini didasarkan pada studi sebelumnya oleh para peneliti di mana mereka mengembangkan serat piezoelektrik, sementara yang dikembangkan saat ini dengan menambahkan dimensi lebih lanjut.
"Serat piezoelektrik terdiri dari shell piezoelektrik di sekitar inti konduktor listrik," kata Lund. "Benang piezoelektrik yang dikombinasikan dengan benang konduksi komersial membentuk rangkaian listrik yang terhubung secara seri," tambah Lund. Pekerjaan sebelumnya oleh para peneliti pada tekstil piezoelektrik sejauh ini terutama difokuskan pada sensor dan kemampuan mereka untuk menghasilkan sinyal listrik melalui sensitivitas tekanan.
Menggunakan energi untuk terus mendorong komponen elektronik itu unik. "Tenunan tekstil dari benang piezoelektrik membuat teknologi mudah diakses dan dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Juga dimungkinkan untuk menambahkan lebih banyak bahan ke tenunan atau menggunakannya sebagai lapisan dalam produk multi-layer.
Ini membutuhkan beberapa modifikasi, tetapi itu mungkin," kata Lund. Pada prinsipnya, para peneliti menganggap bahwa teknologi ini siap untuk skala produksi. Terutama untuk pengembang produk industri untuk mencari tahu bagaimana memanfaatkan teknologi. Meskipun teknologi canggih yang mendasari materi, namun biayanya relatif rendah dan sebanding dengan harga Gore-Tex.
Melalui kolaborasi mereka dengan Sekolah Tekstil Swedia di Boras, para peneliti telah mampu menunjukkan bahwa benang tersebut dapat ditenun dalam alat tenun industri dan cukup tahan aus untuk mengatasi kondisi produksi massal yang keras.
Cara kerja
Tekstil ini terdiri dari benang piezoelektrik yang dianyam bersama dengan benang listrik. Benang piezoelektrik terdiri dari 24 serat masing-masing setipis sehelai rambut, dengan setiap serat memiliki inti konduksi listrik yang dikelilingi oleh polimer isolasi dan piezoelektrik.
Selama pembuatan kain terkena medan listrik yang tinggi, yang menyebabkan muatan positif dan negatif dalam polimer dipisahkan secara teratur. Ketika tekstil kemudian direntangkan atau terkena tekanan, deformasi serat menyebabkan reorganisasi distribusi muatan, sehingga menghasilkan tegangan listrik.
Benang konduksi listrik diperlukan untuk membentuk sirkuit tertutup melalui mana suatu arus listrik dapat mengalir. Lebih lanjut, piezoelektrik efek memungkinkan bahan untuk menghasilkan tegangan listrik ketika terkena tekanan atau peregangan.
Piezoelektrik adalah hasil dari perpindahan distribusi muatan dalam material karena deformasi, dan dapat ditemukan dalam bahan biologis seperti tulang, protein dan DNA dan juga dalam jenis bahan lain seperti keramik, plastik dan tekstil.
nik/berbagai sumber/E-6
