Terobosan mendasar dalam desain induktor elastis oleh para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok mengatasi hambatan kritis dalam perangkat pintar yang dapat dikenakan: mempertahankan kinerja induktif yang konsisten selama pergerakan. Diterbitkan di Materials Today Physics, penelitian mereka menetapkan rasio aspek (AR) sebagai parameter penentu untuk mengendalikan respons induktif terhadap regangan mekanis.
Dengan mengoptimalkan nilai AR, tim merekayasa kumparan planar yang mencapai invariansi regangan yang mendekati nilai aslinya, menunjukkan perubahan induktansi kurang dari 1% pada perpanjangan 50%. Stabilitas ini memungkinkan transfer daya nirkabel (WPT) dan komunikasi NFC yang andal dalam aplikasi perangkat wearable yang dinamis. Di saat yang sama, konfigurasi AR tinggi (AR>10) berfungsi sebagai sensor regangan ultra-sensitif dengan resolusi 0,01%, ideal untuk pemantauan fisiologis presisi.
Fungsionalitas Mode Ganda Terwujud:
1. Daya & Data Tanpa Kompromi: Kumparan AR rendah (AR=1,2) menunjukkan stabilitas yang luar biasa, membatasi pergeseran frekuensi pada osilator LC hingga hanya 0,3% pada regangan 50% – jauh mengungguli desain konvensional. Hal ini memastikan efisiensi WPT yang konsisten (>85% pada jarak 3 cm) dan sinyal NFC yang kuat (fluktuasi <2 dB), yang penting untuk implan medis dan perangkat wearable yang selalu terhubung.
2. Penginderaan Tingkat Klinis: Kumparan AR tinggi (AR=10,5) berfungsi sebagai sensor presisi dengan sensitivitas silang minimal terhadap suhu (25-45°C) atau tekanan. Rangkaian terintegrasi memungkinkan pelacakan biomekanika kompleks secara real-time, termasuk kinematika jari, gaya genggaman (resolusi 0,1N), dan deteksi dini tremor patologis (misalnya, penyakit Parkinson pada 4-7 Hz).
Integrasi Sistem & Dampak:
Induktor yang dapat diprogram ini mengatasi dilema historis antara stabilitas dan sensitivitas dalam perangkat elektronik yang dapat diregangkan. Sinerginya dengan modul pengisian daya nirkabel standar Qi miniatur dan proteksi sirkuit canggih (misalnya, sekring yang dapat diatur ulang, IC eFuse) mengoptimalkan efisiensi (>75%) dan keamanan dalam pengisi daya yang dapat dikenakan dengan ruang terbatas. Kerangka kerja berbasis AR ini menyediakan metodologi desain universal untuk menanamkan sistem induktif yang tangguh ke dalam substrat elastis.
Jalan ke Depan:
Dikombinasikan dengan teknologi baru seperti nanogenerator triboelektrik yang dapat diregangkan secara intrinsik, kumparan ini mempercepat pengembangan perangkat wearable berkelas medis yang bertenaga sendiri. Platform semacam itu menjanjikan pemantauan fisiologis yang berkelanjutan dan fidelitas tinggi, dipadukan dengan komunikasi nirkabel yang andal – menghilangkan ketergantungan pada komponen kaku. Jangka waktu penerapan tekstil pintar canggih, antarmuka AR/VR, dan sistem manajemen penyakit kronis pun berkurang secara substansial.
"Penelitian ini mentransformasi perangkat elektronik yang dapat dikenakan dari kompromi menjadi sinergi," ujar peneliti utama. "Kami kini secara bersamaan mencapai penginderaan tingkat laboratorium dan keandalan tingkat militer dalam platform yang benar-benar sesuai dengan kulit."
Waktu posting: 26-Jun-2025