Kain Rajut Harvard Bisa Berubah Bentuk Jadi Teknologi Masa Depan

Telset.id – Harvard University berhasil mengubah kain rajut biasa menjadi material yang bisa diprogram. Kain ini mampu berubah bentuk, bertindak sebagai sakelar listrik, dan mendeteksi gerakan tanpa motor atau komponen mekanis kaku.

Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Advanced Functional Materials oleh para ilmuwan Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ini mendemonstrasikan bagaimana tekstil rajutan mesin bisa “menjepret” di antara beberapa bentuk stabil. Temuan ini membawa implikasi besar bagi pengembangan perangkat wearable masa depan.

Kuncinya terletak pada konsep yang dikenal sebagai multistability, di mana sebuah objek dapat secara alami berada di lebih dari satu konfigurasi stabil. Bayangkan sakelar lampu yang tidak pernah berhenti di posisi tengah, melainkan langsung menjepret ke posisi menyala atau mati. Tim Harvard berhasil menciptakan perilaku serupa hanya dengan benang elastis khusus dan teknik merajut industri.

Dipimpin oleh Kausalya Mahadevan, kini menjadi peneliti pascadoktoral di laboratorium Profesor Katia Bertoldi, proyek ini menggabungkan prinsip teknik tekstil dengan mekanika nonlinier. Bidang fisika ini mempelajari bagaimana material menekuk, tertekuk, dan menjepret di bawah tekanan.

Para peneliti tidak menggunakan cetakan plastik atau polimer kompleks. Sebaliknya, mereka mengandalkan weft knitting, proses manufaktur yang sama untuk memproduksi pakaian sehari-hari seperti topi, sarung tangan, dan sweter. Dengan mengatur benang elastis berbeda menggunakan teknik bernama plating, mereka menciptakan struktur rajutan padat yang secara alami menggulung menjadi bentuk tiga dimensi.

Hasilnya adalah tekstil yang dapat berulang kali berubah bentuk sambil kembali ke posisi yang telah ditentukan. Kain ini berperilaku lebih mirip robot lunak daripada pakaian biasa.

Para peneliti tidak berhenti pada kain pengubah bentuk. Untuk menunjukkan aplikasi praktis, mereka mengintegrasikan benang konduktif ke dalam tekstil. Hal ini memungkinkan kain berfungsi sebagai sakelar listrik lunak.

Satu prototipe berhasil menyalakan dan mematikan LED hanya dengan menjepret di antara dua posisi stabil. Prototipe lain mengubah kain menjadi sensor gerak yang bisa dipakai. Saat dipasang di atas lutut atau siku, tekstil mendeteksi setiap jepretan dan mengirimkan gerakan tersebut ke pengontrol Arduino yang bisa menghitung langkah.

Demonstrasi yang paling menarik perhatian adalah kap lampu yang dapat dikonfigurasi ulang. Dengan meregangkan bagian berbeda dari struktur rajutan, pengguna dapat mengaktifkan sakelar terpisah yang mengubah warna lampu. Semua ini terjadi tanpa tombol tradisional atau elektronik yang mendominasi desain.

Salah satu keunggulan terbesar adalah skalabilitas. Para peneliti mengembangkan tekstil ini menggunakan mesin yang sudah ada di pabrik garmen komersial. Artinya, teknologi ini tidak memerlukan teknik manufaktur eksotis untuk mencapai produksi massal.

Di luar pakaian, karya ini mendorong tekstil yang dapat diprogram lebih dekat ke bidang metamaterial mekanis yang berkembang pesat. Dalam bidang ini, struktur mendapatkan kemampuan uniknya dari geometri, bukan dari elektronik kompleks.

Visi jangka panjangnya bahkan lebih ambisius. Para peneliti membayangkan kain yang secara diam-diam memantau gerakan tubuh, memberikan umpan balik taktil, merespons perubahan lingkungan, atau berubah bentuk secara fisik menjadi bentuk baru sesuai permintaan.

Tekstil pintar telah ada selama bertahun-tahun. Namun, mereka sering bergantung pada sensor kaku dan elektronik besar yang dijahit ke dalam kain. Pendekatan Harvard menunjukkan bahwa kain itu sendiri pada akhirnya bisa menjadi teknologi.

Ini adalah perubahan yang halus, tetapi bisa mendefinisikan ulang segalanya mulai dari pelacak kesehatan yang bisa dipakai hingga furnitur adaptif dan interior yang responsif. Teknologi ini membuka jalan bagi material yang tidak lagi pasif, melainkan aktif berinteraksi dengan penggunanya.

Dengan potensi yang dimilikinya, inovasi dari Harvard ini menjadi langkah maju yang signifikan dalam dunia material cerdas. Para peneliti kini terus menyempurnakan teknik ini untuk aplikasi yang lebih luas di masa depan.