loading...
Para peneliti di Universitas Nasional Taiwan saat ini konsen dalam meneliti sel-sel epidermis bawang, Allium cepa, untuk menghasilkan suatu sistem yang disebut sebagai otot buatan. Otot artifisial yang dapat merespon tegangan listrik yang dapat berkontraksi atau berelaksasi tergantung pada arah tegangan yang diberikan. Tim peneliti ini mempublikasikan penelitiannya dengan detail pada jurnal Applied Physics Letters [Chien-Chun Chen et al 2015, 106, 183702; DOI: 10,1063 / 1,4917498].
Awalnya penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan rekayasa pada otot buatan guna meningkatkan deformasi aktuasi [sejumlah tertentu otot dapat menekuk atau meregang ketika dipicu]. Suatu hari nanti para peneliti tersebut berharap dapat membuktikan bahwa struktur dan dimensi sel kulit bawang mirip dengan struktur otot buatan yang sedang dikembangkan. Epidermis merupakan bagian jaringan lunak yang berada pada lapisan di bawah permukaan kulit bawang. lapisan lembut dan transparan ini terdiri dari sel-sel berbentuk blok dengan kisi-kisi yang tersusun rapat. Shih dan rekan penelitinya menemukan potensi sel-sel epidermis ini akan dapat memberikan inspirasi dalam pembuatan perangkat otot artifisial, karena sel-sel ini dapat mengalami kontraksi atau relaksasi ketika dibengkokkan. Fenomena ini tidak dapat teramati pada polimer gel, karbon nanotube dan material otot artifisial lainnya.
Sebelum para peneliti tersebut dapat mengkonstruksi suatu otot artifisial dari sel epidermal bawang, tim harus memodifikasi biostruktur kulit bawang dengan asam sulfat encer untuk menghilangkan hemiselulosa, yaitu suatu protein yang menyebabkan sel bersifat kaku. Selanjutnya sel-sel fleksibel tersebut dilapisi emas yang berfungsi sebagai elektroda. Ketika elektroda emas dialiri arus listrik, sel kulit bawang akan mengalami pembengkokan atau peregangan seperti sel otot pada umumnya. Peneliti membedakan ketebalan bagian atas dan bawah elektroda sehingga kekakuan sel menjadi tidak simetris pada bagian atas dan bawah. Anisotropi ini dijadikan kontrol terhadap respon struktur otot artifisial terhadap arus elektron. Tegangan rendah (kurang dari 50 V) yang digunakan menyebabkan sel berelaksasi dan lentur sepanjang 30 mikrometer ke arah bawah atau bagian tebal lapisan elektroda. Sebaliknya, tegangan tinggi (50-1000V) menyebabkan sel berkontraksi dan fleksibel ke atas, sampai dengan 1 milimeter, ke arah lapisan tipis.
The concept of artificial muscle made from onion epidermal cell.
CREDIT: Shih Lab, National Taiwan University
Tim peneliti menemukan bahwa struktur pola single-layer dapat menghasilkan mode aktuasi yang unik di mana belum pernah dicapai pada proses rekayasa otot artifisial sebelumnya. Dengan mengkombinasikan dua otot bawang, peneliti menghasilkan sepasang penjepit yang kemudian digunakan untuk mencengkeram bola kapas kecil. Pada proyek otot bawang ini, langkah berikutnya adalah berusaha untuk menurunkan tegangan guna integrasi yang lebih baik dengan pengendalian sirkuit dan meningkatkan kekuatan aktuasi untuk aplikasi yang lebih luas (saat ini telah mencapai 20 micronewtons pada 1000 V). Tujuan lebih lanjut dari pengembangan otot biomaterial adalah mengembangkan perangkat biomedis [termasuk Microelectromechanical Syistem (MEMS)] dan robotika.
Awalnya penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan rekayasa pada otot buatan guna meningkatkan deformasi aktuasi [sejumlah tertentu otot dapat menekuk atau meregang ketika dipicu]. Suatu hari nanti para peneliti tersebut berharap dapat membuktikan bahwa struktur dan dimensi sel kulit bawang mirip dengan struktur otot buatan yang sedang dikembangkan. Epidermis merupakan bagian jaringan lunak yang berada pada lapisan di bawah permukaan kulit bawang. lapisan lembut dan transparan ini terdiri dari sel-sel berbentuk blok dengan kisi-kisi yang tersusun rapat. Shih dan rekan penelitinya menemukan potensi sel-sel epidermis ini akan dapat memberikan inspirasi dalam pembuatan perangkat otot artifisial, karena sel-sel ini dapat mengalami kontraksi atau relaksasi ketika dibengkokkan. Fenomena ini tidak dapat teramati pada polimer gel, karbon nanotube dan material otot artifisial lainnya.
Sebelum para peneliti tersebut dapat mengkonstruksi suatu otot artifisial dari sel epidermal bawang, tim harus memodifikasi biostruktur kulit bawang dengan asam sulfat encer untuk menghilangkan hemiselulosa, yaitu suatu protein yang menyebabkan sel bersifat kaku. Selanjutnya sel-sel fleksibel tersebut dilapisi emas yang berfungsi sebagai elektroda. Ketika elektroda emas dialiri arus listrik, sel kulit bawang akan mengalami pembengkokan atau peregangan seperti sel otot pada umumnya. Peneliti membedakan ketebalan bagian atas dan bawah elektroda sehingga kekakuan sel menjadi tidak simetris pada bagian atas dan bawah. Anisotropi ini dijadikan kontrol terhadap respon struktur otot artifisial terhadap arus elektron. Tegangan rendah (kurang dari 50 V) yang digunakan menyebabkan sel berelaksasi dan lentur sepanjang 30 mikrometer ke arah bawah atau bagian tebal lapisan elektroda. Sebaliknya, tegangan tinggi (50-1000V) menyebabkan sel berkontraksi dan fleksibel ke atas, sampai dengan 1 milimeter, ke arah lapisan tipis.
The concept of artificial muscle made from onion epidermal cell.
CREDIT: Shih Lab, National Taiwan University
Tim peneliti menemukan bahwa struktur pola single-layer dapat menghasilkan mode aktuasi yang unik di mana belum pernah dicapai pada proses rekayasa otot artifisial sebelumnya. Dengan mengkombinasikan dua otot bawang, peneliti menghasilkan sepasang penjepit yang kemudian digunakan untuk mencengkeram bola kapas kecil. Pada proyek otot bawang ini, langkah berikutnya adalah berusaha untuk menurunkan tegangan guna integrasi yang lebih baik dengan pengendalian sirkuit dan meningkatkan kekuatan aktuasi untuk aplikasi yang lebih luas (saat ini telah mencapai 20 micronewtons pada 1000 V). Tujuan lebih lanjut dari pengembangan otot biomaterial adalah mengembangkan perangkat biomedis [termasuk Microelectromechanical Syistem (MEMS)] dan robotika.
Source: materialstoday.com
loading...
0 Response to "Otot Buatan dari Kulit Bawang"
Posting Komentar