Perpustakaan Digital ITB

Sensor fleksibel merupakan sensor elektronik yang mulai banyak dikembangkan karena sifatnya yang mudah diaplikasikan pada bentuk permukaan apapun. Hidrogel merupakan material dengan struktur tiga dimensi yang tersusun atas ikat silang polimer. Material ini berbentuk padat namun sifat transpornya seperti cairan, sehingga menjanjikan untuk digunakan sebagai bahan sensor fleksibel Pengembangan sensor fleksibel berbasis hidrogel bahan alam yang mudah terurai merupakan upaya dalam mengurangi limbah elektronik yang semakin lama semakin meningkat. Talas Belitung atau Xanthosoma sagittifolium merupakan salah satu sumber polimer alami (pati) untuk bahan dasar hidrogel yang mudah tumbuh di berbagai daerah di Indonesia. Pada penelitian ini, dilakukan sintesis hidrogel berbasis pati talas Belitung dengan mengidentifikasi pengaruh garam anorganik CaCl2 dan gliserol terhadap sifat fisikokimia dan sifat listriknya menggunakan metode freeze-thaw. Adapun garam anorganik CaCl2 sebagai penyumbang ion-ion konduktif, sedangkan gliserol sebagai bahan pemlastis. Hidrogel taro starch-gliserol-CaCl2 (TSGC) memiliki bentuk yang lentur dan transparan, berbeda dengan hidrogel taro starch (TS) dan taro starch-gliserol (TSG) yang lebih kaku dan berwarna putih. Tampilan yang transparan akan memudahkan sensor dalam mengidentifikasi permukaan yang sedang dideteksi. Citra SEM menunjukkan adanya perubahan struktur di dalam hidrogel antara TS, TSG, dan TSGC. Penambahan gliserol dan CaCl2 meningkatkan densitas hidrogel serta mengurangi ukuran porinya yang diakibatkan oleh ikat silang dari ion Ca2+ dengan rantai pati. Derajat pengembangan semakin menurun setelah ditambahkan gliserol dan CaCl2. Hal ini merupakan hasil yang baik jika diaplikasikan sebagai sensor fleksibel agar tidak mudah mengembang saat diaplikasikan. Besar kehilangan berat menunjukkan hasil yang semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi gliserol dan CaCl2. Sedangkan analisis FTIR mengonfirmasi adanya gugus-gugus dari pati talas Belitung dan gliserol di dalam hidrogel TSGC. Pola XRD menunjukkan bahwa CaCl2 menghilangkan kristalinitas pati sehingga terbentuk hidrogel yang amorf. Uji mekanik, yang terdiri dari uji tekan, uji tarik, dan uji adhesif menunjukkan adanya pengaruh dari gliserol dan CaCl2 yang membuat hidrogel TSGC menjadi lebih fleksibel dengan modulus elastisitas sebesar 0,35 kPa dan perpanjangan saat putus (elongation at break) hingga 120%. Selain itu, penambahan CaCl2 juga memberikan pengaruh sifat adhesif pada hidrogel sehingga dapat merekat di berbagai material tanpa perlu adanya tambahan perekat eksternal. Sementara untuk sifat listriknya, hidrogel ini memiliki konduktivitas sekitar 5 mS/m dan dapat merespons perubahan regangan dengan gauge factor (GF) 0,076. Hidrogel dapat diaplikasikan ke permukaan kulit untuk memonitor perubahan gerak manusia. Hasil uji sitotoksik sel menunjukkan bahwa hidrogel memiliki biokompatibilitas yang baik, dengan viabilitas sel mencapai 92%. Dari karakterisasi sifat fisikokimia, listrik, dan biokompatibilitasnya, hidrogel pati talas Belitung (TSGC) memiliki potensi untuk diaplikasikan sebagai sensor fleksibel.