Keajaiban Molekuler: Ilmuwan Merevolusi Penginderaan UV dengan Teknologi Cerdas
Serat optik PDMS yang didoping dengan pewarna di bagian tengah yang fleksibilitasnya ditunjukkan oleh simpul, dan mekanisme pengalihan pewarna organik. Kredit: Camila Aparecida Zimmermann, Koffi Novignon Amouzou, Dipankar Sengupta, Aashutosh Kumar, Nicole Raymonde Demarquette, Bora Ung
Para ilmuwan telah mengembangkan serat optik yang fleksibel dan dapat digunakan kembali untuk deteksi UV, menjanjikan peningkatan integrasi dengan perangkat pintar dan memajukan teknologi pemantauan UV.
Pepatah lama yang berbunyi “dosis menentukan racun” juga berlaku untuk sinar ultraviolet (UV). Meskipun sinar UV penting untuk produksi vitamin D, menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam fototerapi, dan berperan dalam berbagai proses industri dan pertumbuhan tanaman, sinar ini juga memiliki efek berbahaya seperti penuaan dini pada kulit dan kanker.
Efek menguntungkan atau merugikan dari sinar UV bergantung, di antara variabel lainnya, pada dosis UV yang diberikan. Dengan munculnya teknologi point-of-care dan Web of Issues, ada permintaan yang meningkat untuk pemantauan variabel lingkungan secara real-time yang memengaruhi kesehatan kita. Namun, teknologi penginderaan optik UV yang ada bergantung pada bahan dengan fleksibilitas terbatas, atau pada peralatan yang mahal dan rapuh (tingkat ilmiah).
Teknologi Deteksi UV yang Inovatif
Untuk menjembatani kesenjangan ini, para peneliti yang dipimpin oleh Prof. Bora Ung di École de Technologie Supérieure (ÉTS), Kanada, membuat serat optik baru seperti karet untuk deteksi UV. Untuk itu, poli(dimetilsiloksan) (PDMS), plastik yang sangat fleksibel, dapat diregangkan, dan biokompatibel, didoping dengan pewarna organik yang bertindak sebagai sakelar molekuler untuk membuat PDMS responsif terhadap sinar UV.
Struktur molekul pewarna organik, yang disebut spiropiran, mengalami transformasi reversibel yang dipicu oleh penyinaran UV yang mengakibatkan perubahan pada sifat optik senyawa PDMS. Perubahan ini dapat diukur menggunakan sumber LED/laser dan fotodioda yang tersedia secara umum. Setelah paparan UV berhenti, materials tersebut memperoleh kembali sifat awalnya, seperti sakelar, dan dapat digunakan kembali berkali-kali.
Para peneliti mengharapkan integrasinya dengan tekstil pintar dan perangkat yang dapat dikenakan untuk pemantauan dosis UV berkelanjutan, memanfaatkan keunggulan sensor optik, seperti kekebalan terhadap gangguan elektromagnetik dan korosi. Temuan ini merupakan langkah penting menuju penelitian dalam optik elastomerik, bahan optik pintar, dan sensor pemandu gelombang optik polimer.
Referensi: “Panduan gelombang optik poli(dimetilsiloksan) elastomerik spiropiran-doped baru untuk penginderaan UV” oleh Camila Aparecida Zimmermann, Koffi Novignon Amouzou, Dipankar Sengupta, Aashutosh Kumar, Nicole Raymonde Demarquette dan Bora Ung, 15 Juli 2024, Batas-batas Optoelektronik.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1007/s12200-024-00124-4
Pendanaan: Fonds de recherche du Québec – Alam dan teknologi, Ketua Riset ÉTS di bidang Teknik Marcelle-Gauvreau
