Peneliti Jepang Ciptakan Teknologi Ubah Keringat Jadi Listrik untuk Sensor Wearable

Foto: Freepik

Teknologi.id - Perangkat wearable di bidang kesehatan terus berkembang pesat. Mulai dari jam tangan pintar hingga plester sensor yang dapat memantau kondisi tubuh secara langsung. Namun di balik kecanggihan tersebut, sebagian besar perangkat masih bergantung pada baterai kecil berbentuk koin sebagai sumber energinya. Baterai jenis ini tidak hanya membuat perangkat menjadi lebih tebal dan kaku, tetapi juga menambah biaya produksi serta berpotensi menimbulkan limbah elektronik.

Melihat tantangan tersebut, para peneliti di Jepang menghadirkan pendekatan baru yang cukup unik. Tim insinyur dari Tokyo University of Science (TUS) berhasil mengembangkan teknologi sel bahan bakar biologis yang mampu menghasilkan listrik dari keringat manusia. Yang lebih menarik, komponen utamanya dibuat dari tinta enzim khusus yang dapat dicetak menggunakan proses printer.

Teknologi ini membuka kemungkinan baru bagi perangkat kesehatan wearable yang jauh lebih tipis, fleksibel, dan nyaman dipakai sepanjang hari.

Baca juga: Peneliti Austria Ciptakan Kode QR Berukuran Mikrometer, Bisa Simpan Hingga 2 TB Data!

Teknologi Tinta Enzim untuk Produksi Lebih Praktis

Penelitian ini dipimpin oleh Profesor Madya Isao Shitanda dari Tokyo University of Science. Timnya berupaya mengatasi salah satu kendala terbesar dalam pengembangan biofuel cell, yaitu proses produksi yang rumit dan tidak efisien. Pada metode konvensional, enzim yang berfungsi sebagai katalis biasanya ditempatkan secara manual pada elektroda. Proses tersebut dilakukan melalui beberapa tahap, termasuk penetesan dan pengeringan secara terpisah. Selain memakan waktu, cara ini juga membuat hasil perangkat sering kali tidak konsisten.

Untuk mengatasi hal tersebut, para peneliti merancang tinta enzim berbasis air yang dapat langsung dicetak pada permukaan kertas tipis. Melalui proses ini, elektroda dapat terbentuk sekaligus dalam satu tahap produksi. Dengan pendekatan tersebut, enzim tidak lagi ditempatkan secara manual, melainkan sudah terintegrasi dalam struktur cetakan. Hasilnya, proses manufaktur menjadi jauh lebih sederhana sekaligus meningkatkan konsistensi kualitas perangkat. Selain itu, metode ini juga membuka peluang produksi massal karena proses pencetakan dapat dilakukan dengan teknologi printer yang relatif mudah diadaptasi dalam industri.

Memanen Energi dari Keringat Tubuh

Foto: freepik

Perangkat yang dikembangkan oleh tim peneliti ini bekerja menggunakan prinsip sel bahan bakar bioenzimatik. Sistem tersebut memanfaatkan zat kimia alami yang terdapat dalam keringat manusia, khususnya senyawa yang disebut laktat. Saat tubuh beraktivitas, kadar laktat dalam keringat meningkat. Di dalam perangkat, enzim berperan sebagai katalis yang memicu reaksi kimia terhadap molekul laktat tersebut. Proses ini menyebabkan pelepasan elektron yang kemudian dialirkan melalui rangkaian listrik.

Elektron yang bergerak menuju elektroda lain akan bereaksi dengan oksigen sehingga menghasilkan arus listrik. Energi yang dihasilkan memang tidak sebesar baterai konvensional, tetapi cukup untuk menghidupkan sensor kesehatan berdaya rendah. Karena listrik dihasilkan langsung dari reaksi kimia di keringat, perangkat ini tidak membutuhkan baterai penyimpanan energi. Hal ini memungkinkan desain perangkat menjadi sangat tipis, ringan, serta fleksibel ketika ditempelkan pada kulit.

Hasil Uji Coba Menunjukkan Kinerja Stabil

Dalam serangkaian pengujian di laboratorium, teknologi elektroda yang dicetak menggunakan tinta enzim ini menunjukkan performa yang cukup stabil. Bahkan, ketahanannya disebut lebih baik dibandingkan metode pelapisan enzim tradisional. Sel bahan bakar berbasis laktat tersebut mampu menghasilkan daya puncak sekitar 165 mikrowatt per sentimeter persegi dengan tegangan mencapai 0,63 volt. 

Baca juga: Tembus 1.000 KM Sekali Cas, Peneliti Korea Selatan Ciptakan Baterai Mikro Silikon

Peluang Baru untuk Teknologi Kesehatan

Teknologi ini berpotensi membawa perubahan besar dalam dunia pemantauan kesehatan berbasis wearable. Salah satu aplikasi yang paling menjanjikan adalah pemantauan kondisi fisik atlet.  Kadar laktat dalam tubuh merupakan indikator penting yang menunjukkan tingkat kelelahan otot selama aktivitas olahraga. Dengan sensor berbasis keringat ini, informasi tersebut dapat dipantau secara langsung tanpa perlu melakukan tes darah. Selain untuk olahraga, perangkat semacam ini juga dapat dimanfaatkan dalam pemantauan kesehatan lansia. Misalnya untuk mendeteksi tanda-tanda dehidrasi, stres panas, atau perubahan kondisi tubuh secara terus-menerus.

Walaupun teknologi ini masih memerlukan pengujian jangka panjang di luar laboratorium, pencapaian tim peneliti Jepang tersebut menjadi langkah penting menuju masa depan perangkat kesehatan yang lebih praktis. Jika terus dikembangkan, bukan tidak mungkin plester pintar yang memanfaatkan keringat sebagai sumber energi akan menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari.

Baca Berita dan Artikel lainnya di Google News

(ir/sa)