Penggunaan Kertas Tisu Berlapis Graphane Sebagai Sensor Multifungsi ~ Ikatan Mahasiswa Pulp dan Kertas ITSB

Penggunaan Kertas Tisu Berlapis Graphane Sebagai Sensor Multifungsi

Sudah tahukah anda bahwa kertas tisu berlapis Graphene dapat digunakan sebagai sensor multifungsi? Tentu hal ini merupakan topik yang sangat menarik, dimana yang kita ketahui kertas tisu yang hanya digunakan untuk pelengkap kegiatan sehari-hari ini ternyata dapat memiliki guna lebih di era global. Oleh karena itu, artikel kali ini akan membahas tentang sensor multifungsi menggunakan kertas tisu graphene.

Ngomong-ngomong apa itu graphene? Graphene adalah nano karbon 2D yang umumnya digunakan sebagai sensor pada berbagai macam teknologi wearable device. Dikarenakan karakteristik yang unik, graphene banyak diteliti untuk diaplikasikan sebagai elektroda pada superkapasitor karena konduktivitas listrik graphene yang baik.

Penggunaan graphene ini tidak terlepas dari teknologi wearable device, yang merupakan sebuah perangkat yang dapat digunakan pada bagian tubuh manusia yang berhubungan dengan operasi komputer dan teknologi terkini, serta menggunakan prinsip "Wearable Technology", yaitu teknologi yang dapat dipakai juga diimplementasikan dalam kehidupan sehari-hari berdasarkan estetika dan juga fungsinya masing-masing.

Pada bulan November 2017 yang lalu, sekelompok ilmuwan dari Tsinghua University membuat sensor tekanan berbahan kertas tisu yang dilapisi graphene. Pada pembuatan kertas tisu graphene ini dibutuhkan kertas tisu dan larutan graphene oksida. Pertama, kertas tisu dipotong sesuai ukuran, lalu dituangkan larutan graphene oksida dengan konsentrasi 2 mg/mL. Kemudian, kertas tisu yang sudah terbasahi oleh larutan graphene oksida dioven selama 5 jam pada temperatur 250^oC untuk mereduksi graphene oksida menjadi reduced graphene oksida (rGO). Pada bagian atas dan bawah tisu graphene dipasang tembaga foil dengan pasta perak sebagai elektroda. Untuk membuatnya menjadi sensor tekanan, tisu graphene dibungkus menggunakan selotip polyimide (PI).

Hasil penelitian menyatakan variasi jumlah lapisan kertas tisu graphene berpengaruh terhadap nilai sensitivitas. Pada rentang tekanan 0 – 2 kPa (S1), semakin banyak lapisan kertas tisu graphene maka semakin tinggi nilai sensitivitasnya. Pada rentang tekanan 2 – 20 kPa (S2), semakin sedikit lapisan kertas tisu graphene maka semakin rendah nilai sensitivitasnya. Hal ini disebabkan oleh udara yang masuk ke celah-celah antar lapisan kertas. Ketika diberi tekanan, udara yang tinggal di celah-celah antar lapisan kertas akan pergi dan kontak antar lapisan kertas tisu kembali meningkat.

Uji coba kertas tisu graphene dilakukan pada aktivitas yang menggunakan tekanan rendah seperti denyut nadi, bernafas dan pengenalan suara. Gambar a untuk mendeteksi denyut nadi. Gambar b menunjukkan hasil pengukuran denyut nadi yang menghasilkan denyut nadi sebanyak 70 kali/menit dimana nilai tersebut berada pada level normal. Gambar c menunjukkan penggunaan kertas tisu graphene sebagai sensor pernapasan. Gambar d menunjukkan laju pernapasan sebelum ujian sebesar 16 kali/menit dan laju pernapasan setelah ujian sebesar 68 kali/menit. Gambar e-h meupakan pengaplikasian kertas tisu graphen pada tekanan lebih tinggi seperti melompat, push-up, berjalan, berlari dan jongkok.

Selain itu, para peneliti menguji kertas tisu graphene pada tenggorokan untuk mendeteksi kata yang diucapkan. Ada tiga kata yang diuji coba dalam penelitian ini diantaranya “graphene”, “hello” dan “sensor”. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa setiap kata memiliki satu jenis kurva. Ketika kata tersebut diucap ulang sebanyak 4 kali, kurva yang dihasilkan relatif sama. Hal ini merupakan pencapaian yang luar biasa dimana kita bisa memonitor aktivitas manusia menggunakan material sensor yang murah, mudah difabrikasi dan menunjukkan kinerja yang baik.