Para peneliti di MIT telah mengembangkan elektroda bebas logam menggunakan polimer konduktif. Elektroda fleksibel dan cukup kuat untuk implantasi jangka panjang di dalam tubuh. Perangkat ini dimaksudkan sebagai pengganti canggih untuk elektroda logam kaku yang dapat menyebabkan kerusakan jaringan dan jaringan parut dalam jangka panjang, yang menyebabkan kegagalan perangkat. Teknologi baru membutuhkan sedikit penyempurnaan untuk mencapai sifat fleksibilitas, kekuatan, dan konduktivitas listrik yang benar. Bahan elektroda dapat dicetak menggunakan printer 3D, yang berarti bahwa para peneliti dapat dengan mudah membuat beragam geometri dan bentuk kompleks untuk memenuhi kebutuhan berbagai teknologi medis.
Teknologi implan maju untuk berperilaku dan terasa lebih seperti jaringan manusia, dibandingkan dengan perangkat mekanis yang kaku. Ada banyak keuntungan dari hal ini – implan fleksibel lebih kecil kemungkinannya menyebabkan kerusakan pada jaringan lunak dan juga kecil kemungkinannya menyebabkan jaringan parut dan peradangan. Respon benda asing dan jaringan parut dapat menyebabkan kegagalan implan, dan jika perangkat implan jangka panjang akan muncul, maka diperlukan pengembangan elektroda kelas atas yang memungkinkannya berinteraksi dengan jaringan selama bertahun-tahun.
Teknologi terbaru ini merupakan langkah ke arah yang benar. Ini adalah elektroda yang sepenuhnya bebas logam, dibuat menggunakan polimer konduktif. “Bahan ini bekerja sama dengan elektroda logam tetapi dibuat dari gel yang mirip dengan tubuh kita, dan dengan kandungan air yang serupa,” kata Hyunwoo Yuk, seorang peneliti yang terlibat dalam penelitian tersebut. “Ini seperti jaringan atau saraf buatan.”
Elektroda itu menantang untuk dibuat, karena polimer biasanya bersifat insulatif daripada konduktif. Sementara polimer konduktif telah diidentifikasi, membuatnya menjadi elektroda seperti gel yang fleksibel bukanlah hal yang mudah, dan mengharuskan para peneliti untuk menyeimbangkan sifat konduktif dengan keterbatasan mekanis.
“Dalam bahan gel, sifat kelistrikan dan mekanik selalu saling berebut,” ujar Yuk. “Jika Anda meningkatkan sifat kelistrikan gel, Anda harus mengorbankan sifat mekaniknya, dan sebaliknya. Namun pada kenyataannya, kita membutuhkan keduanya: Bahan harus konduktif, dan juga elastis dan kuat. Itulah tantangan sebenarnya dan alasan mengapa orang tidak dapat membuat polimer konduktif menjadi perangkat andal yang seluruhnya terbuat dari gel.”
Solusi mereka adalah menggabungkan polimer konduktif dengan komponen hidrogel lain yang dapat memberikan sifat mekanik yang diperlukan. Kunci untuk mencapai ini adalah menginduksi pemisahan fasa, di mana bahan-bahan tersebut sedikit saling tolak.
“Bayangkan kita membuat spageti listrik dan mekanik,” kata Xuanhe Zhao, peneliti lain yang terlibat dalam penelitian tersebut. “Spaghetti listrik adalah polimer konduktif, yang sekarang dapat mengirimkan listrik ke seluruh material karena terus menerus. Dan spageti mekanis adalah hidrogel, yang dapat mengirimkan gaya mekanis dan menjadi tangguh dan elastis karena juga kontinu.”
Belajar di jurnal Nature Materials: hidrogel polimer berkinerja tinggi yang dapat dicetak 3D untuk semua antarmuka bioelektronik hidrogel
Melalui: MIT