Tim peneliti Pennsylvania State University mengembangkan tinta konduktif berwarna yang dapat merekam sinyal jantung, otot, hingga aktivitas otak langsung dari permukaan kulit. Material ini juga diuji pada kulit kepala berambut, area yang selama ini menjadi tantangan bagi banyak perangkat pemantau tubuh.
Teknologi tersebut tidak dibuat sebagai perangkat keras yang diproduksi di pabrik lalu ditempelkan ke tubuh. Tinta cairnya dapat dioleskan langsung ke kulit dan mengikuti kontur tubuh, termasuk permukaan melengkung serta celah kecil di antara rambut.
Pengujian pada Tubuh yang Bergerak
Dalam pengujian pada manusia, tinta sensor mampu mendeteksi detak jantung ketika peserta menggunakan treadmill dan mengangkat beban. Kemampuan ini penting karena sensor kaku dapat bergeser atau terlepas saat tubuh bergerak.
Tim juga menunjukkan bahwa sinyal tubuh yang direkam dapat digunakan untuk mengendalikan robot. Pada pengukuran di kulit kepala, material tersebut mampu merekam aktivitas otak melalui rambut.
| Pengujian | Kemampuan yang Ditunjukkan |
|---|---|
| Treadmill dan angkat beban | Mendeteksi detak jantung saat tubuh bergerak |
| Pengendalian robot | Membaca sinyal tubuh untuk mengendalikan robot |
| Pengukuran kulit kepala | Merekam aktivitas otak melalui rambut |
Pendekatan ini berpotensi memperluas penggunaan sensor tubuh pada kondisi sehari-hari, bukan hanya ketika seseorang diam. Kedekatan tinta dengan permukaan kulit membantu mengurangi celah udara yang dapat mengganggu pembacaan biosignal.
Dapat Dioleskan dan Diberi Warna
Tim peneliti menyebut material ini sebagai tato sensor WE-PPD, karena penggunaannya dinilai serupa dengan mengaplikasikan cat wajah. Saat pertama digunakan, cairan ini hampir transparan dan dapat dicampur dengan pewarna makanan untuk membentuk warna maupun desain yang lebih personal.
Bahan utamanya adalah PEDOT:PSS, polimer yang dapat menghantarkan listrik. Formula tinta juga memakai DBSA sebagai pelemas, dengan campuran larutan berbasis etanol dan air.
Menurut laporan Liputan6.com, tinta tersebut dapat dipadukan dengan bahan perak berpori. Kombinasi itu dirancang agar sensor tetap fleksibel saat tubuh bergerak.
Menjawab Hambatan Sensor Konvensional
Perangkat epidermal elektronik telah dikembangkan lebih dari satu dekade untuk mengukur sinyal listrik tubuh, suhu, dan regangan. Perangkat tipis tanpa perekat ini memakai polimer dengan komponen sirkuit tertanam, tetapi tidak selalu bekerja optimal pada kulit melengkung atau berbulu.
Keringat, rambut, dan penyesuaian posisi elektroda menjadi kendala bagi sensor yang dipasang dari luar. Biosignal juga dapat tersebar pada beberapa titik tubuh sehingga penempatan elektroda perlu disesuaikan untuk area yang lebih luas.
Pengembangan tinta konduktif untuk kulit kepala pernah dilakukan pada 2024 untuk mengukur gelombang otak pada pengguna berambut. Pendekatan ini membuka peluang perekaman elektroensefalogram EEG di luar lingkungan rumah sakit.
Masih Ada Risiko yang Perlu Diatasi
Larry Cheng, insinyur mesin Penn State dan salah satu penulis makalah, telah meneliti sensor tubuh selama lebih dari 10 tahun. Risetnya mencakup perekaman sinyal dari otak, jantung, dan otot.
Material keras seperti besi atau logam dapat memberikan perekaman lebih stabil, tetapi lebih mudah bergeser ketika pemakai berolahraga. Hidrogel dapat mengikuti gerakan kulit, namun cenderung lebih cepat rusak dan kehilangan fungsi untuk pemakaian jangka panjang.
Tato sensor WE-PPD dirancang untuk dibersihkan lalu digambar ulang sehingga dapat digunakan kembali. Pendekatan itu dinilai lebih praktis dibandingkan perangkat sensor utama yang harganya jauh lebih tinggi.
Penelitian ini dipaparkan dalam makalah ilmiah yang diterbitkan PNAS, sementara teknologinya telah mengajukan permohonan paten sementara. Pengembang masih perlu mengatasi risiko panas yang dapat melukai kulit pasien ketika berada di mesin pemindai MRI.
Selain untuk manusia, tim peneliti melihat peluang penggunaan tinta konduktif pada tanaman. Sensor semacam ini dapat dimanfaatkan untuk memantau kesehatan tumbuhan dan kebutuhan pertanian.