https://i0.wp.com/warstek.com/wp-content/uploads/2018/02/1.jpg?resize=800%2C445&ssl=1
Sejak diisolasi pada tahun 2004, Graphene selalu menjadi buah bibir di kalangan ilmuwan dunia. Sifat unik graphene membuat penerapannya sangat luas. Graphene adalah nano karbon 2D yang memiliki karakteristik unik. Saat ini, graphene banyak diteliti untuk diaplikasikan sebagai elektroda pada superkapasitor karena graphene memiliki konduktivitas listrik yang baik.
Sejak diisolasi pada tahun 2004, Graphene selalu menjadi buah bibir di kalangan ilmuwan dunia. Sifat unik graphene membuat penerapannya sangat luas. Graphene adalah nano karbon 2D yang memiliki karakteristik unik. Saat ini, graphene banyak diteliti untuk diaplikasikan sebagai elektroda pada superkapasitor karena graphene memiliki konduktivitas listrik yang baik.
Para peneliti di Manchester University sedang memproduksi secara massal superkapasitor fleksibel pada pakaian. Begitupun dengan para peneliti dari Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) yang sedang mengembangkan material graphene ball. Hal menarik lainnya adalah mulai dipertimbangkannya biomassa sebagai bahan baku pembuatan graphene. Karena pada awalnya, graphene disintesis dari grafit yang merupakan mineral alam. Graphene telah memulai perjalanan panjangnya sebagai material cerdas (smart material) dunia.
Pada bulan Agustus 2017, para peneliti dari Texas University telah mendesain tato berbahan graphene yang disebut graphene electrical Tattoo (GET). Penelitian tato graphene dipimpin oleh Nanshu Lu dan Deji Akinwande. Tato tersebut dapat ditempelkan secara langsung ke kulit dengan menggunakan air seperti tato pada umumnya. Tato graphene hampir sepenuhnya transparan sehingga penampilannya jauh berbeda dengan tato-tato yang sudah ada di pasaran.
Karena graphene memiliki konduktivitas listrik yang baik, maka tato graphene dapat bekerja seperti halnya wearable device (perangkat elektronik yang dapat digunakan di tubuh). Wearable Device memiliki sensor biometrik untuk memonitor aktivitas otak, jantung dan otot. Permasalahan dari wearable device yang sudah dijual di pasaran adalah bentuknya yang masih kaku dan masih harus dipasang di tempat tertentu seperti pergelangan tangan atau dada. Hal tersebut menyebabkan data yang diperoleh masih jauh dari kualitas data medis yang baik.
Graphene tato menawarkan kualitas data medis yang lebih baik daripada yang sudah dijual secara komersial karena graphene fleksibel dan tipis sehingga dapat menyesuaikan pada kulit manusia.
Metode untuk mensintesis graphene sangat bervariasi mulai dari metode Hummer, Chemical Vapor Deposition (CVD) dan pirolisis. Dalam penelitian ini, graphene diproduksi menggunakan metode CVD pada tekanan atmosfer dan temperatur 1030oC. Proses CVD membutuhkan logam sebagai tempat pertumbuhan graphene maka pada proses ini digunakan tembaga foil.
Para peneliti menggunakan polymethyl methacrylate (PMMA) untuk mengambil material graphene pada permukaan tembaga menggunakan proses spin coating dengan kecepatan putaran 3000 rpm. Sisa tembaga yang masih terbawa dicuci menggunakan air deionisasi. Kemudian akan terbentuk lapisan graphene/PMMA (Gr/PMMA) yang ditempatkan diatas lapisan kertas tato. PMMA bersentuhan langsung dengan kertas tato sedangkan graphene berada di atas lapisan PMMA. Lapisan Gr/PMMA kemudian dibentuk pola diatas kertas tato. Setelah pola terbentuk, graphene tato akan menempel di kulit seperti tato pada umumnya.
Sebelumnya, para peneliti telah mempelajari graphene tato secara teoritis bahwa tebal tato harus kurang dari 510 nm agar sesuai dan nyaman dengan kulit manusia serta kinerjanya optimal. Akhirnya, mereka mampu membuat graphene tato dengan ketebalan 463 nm. Ketika terjadi deformasi kulit karena regangan atau tekanan, tato graphene tidak akan terpengaruh oleh hal tersebut sehingga kinerjanya akan sama seperti saat kulit relax.
Tato graphene diuji coba sebagai sensor electrophysiological (terdiri dari EEG, ECG dan EMG), sensor temperatur kulit dan kelembapan kulit. Hasil pengukuran antara tato graphene dan sensor komersial memiliki perbedaan. Tato graphene menghasilkan data yang lebih baik dibandingkan dengan alat komersial sehingga dapat digunakan sebagai acuan pengukuran. Salah satu alas an mengapa tato graphene lebih baik adalah sifat graphene yang dapat menyesuaikan dengan kontur kulit. Ketika kulit diregangkan atau ditekan, sensor komersial tidak bisa mengikuti perubahan kontur kulit tersebut sehingga ada gap hambatan (Rgap) yang cukup besar yang membuat pengukuran menjadi kurang akurat.
Tato graphene tidak memerlukan perlakuan awal terhadap kulit. Proses menempelkan tato graphene sangat mudah tetapi tato tersebut memiliki karakteristik luar biasa. Selain mudah ditempel, tato graphene dapat dihilangkan dengan mudah hanya menggunakan perekat/plester. “Tato graphene merupakan sensor yang bentuknya sangat sesuai dengan kulit manusia sehingga meningkatkan akurasi data pengukuran. Hal ini dapat terjadi karena tato graphene sangat tipis”, tambah Shideh Kabiri Ameri, salah satu anggota penelitian ini. Langkah selanjutnya adalah menambahkan antena ke dalam desain tato tersebut sehingga sinyal pengukurannya dapat ditransmisikan ke handphone atau komputer.
Sumber:
[1] Graphene Flagship. 2017. The History of Graphene. https://graphene-flagship.eu/material/Pages/The-history-of-graphene.aspx (Diakses pada 4 Februari 2018)
[2] Lant, K. 2017. Researchers Designed A Graphene-based Electronic Tattoo That Can Monitor Your Health. Researchers Designed a Graphene-Based Electronic Tattoo That Can Monitor Your Health (Diakses pada 4 Februari 2018)
[3] Ameri, S.K., Ho, R., Jang, H., Tao, L., Wang, Y., Wang, L., Schnyer, D.M., Akinwande, D dan Lu, N. 2017. Graphene Electronic Tattoo Sensors. ACS Nano, 11(8), 7634-7641. DOI : 10.1021/acsnano.7b02182
[4] Zyga, L. 2017. Graphene Electronic Tattoos Can Be Applied to The Skin with Water. Graphene electronic tattoos can be applied to the skin with water (Diakses pada 4 Februari 2018)