Sekumpulan penyelidik di Rutgers University, New Brunswick, Kanada baru-baru ini berjaya mencipta peranti yang mampu berfungsi di dalam air dengan menggunakan sejenis gel atau dikenali khususnya sebagai hidrogel pintar cetakan tiga dimensi (3D).

Ciptaan terbaharu hasil teknologi cetakan 3D itu dijangka mencetuskan revolusi khususnya dalam bidang perubatan.

Ia berdasarkan kepada kemampuan hidrogel 3D tersebut yang boleh bergerak seperti mana sotong kurita di dalam air dan mampu bertahan apabila berlanggar dengan objek lain tanpa merosak atau memecahkannya.

Berdasarkan ciri kekenyalannya itu, gel pintar 3D tersebut menyediakan potensi untuk mencipta jantung dan perut palsu, selain boleh dijadikan peranti bagi mengesan penyakit serta menyalur dan mengukur kandungan ubat di dalam tubuh manusia. 

Ini kerana peranti lembut dan kenyal seperti gel pintar 3D lebih mudah untuk beroperasi di dalam badan manusia  kerana ia mudah dilenturkan dan dikawal berbanding peranti keras yang lebih kompleks secara mekanikal.

Penyelidik terbabit berkeyakinan bahawa gel pintar 3D tersebut berpotensi digunakan dalam bidang kejuruteraan bioperubatan kerana sifatnya yang menyamai ciri tisu manusia.

“Gel pintar 3D hasil daripada eksperimen kami ini mempunyai potensi besar dalam kejuruteraan bioperubatan kerana ia menyerupai tisu pada tubuh manusia yang juga mengandungi banyak air, selain ia sangat lembut dan kenyal,” ujar penolong profesor di jabatan kejuruteraan mekanikal dan aeroangkasa Rutgers University, Howon Lee.

Hidrogel elektroaktif
Kajian yang disiarkan dalam  jurnal ACS Applied Materials & Interfaces bertarikh 18 Mei 2018 itu memberi tumpuan kepada hidrogel 3D yang boleh bergerak dan berubah bentuk apabila diaktifkan oleh tenaga elektrik.

“Hidrogel kekal padu walaupun kandungan air di dalamnya adalah sebanyak 70 peratus. Ia boleh didapati antaranya dalam badan manusia dan kanta lekap.

“Semasa proses cetakan 3D di dalam alat dikenali sebagai stereolitografi DLP, penyelidik meletakkan hidrogel ke dalam sebatian air garam atau elektrolit.

“Stereolitografi DLP tersebut dilengkapi dua wayar nipis yang membekalkan tenaga elektrik untuk mencetuskan pergerakan terhadap hidrogel yang akan ‘berjalan’ ke hadapan selain berkebolehan mengambil dan menggerakkan objek.

“Pada tahap ini ia juga dikenali sebagai hidrogel elektroaktif merujuk kepada hidrogel 3D yang telah diaktifkan oleh tenaga elektrik,” jelas Lee.

Hidrogel 3D yang mempunyai bentuk seakan-akan manusia itu  mempunyai ketinggian mencecah 2.5 sentimeter.

“Kelajuan pergerakan gel pintar 3D tersebut dikawal dengan mengubah dimensi yang mana jika ia nipis, pergerakannya adalah lebih cepat berbanding seandainya ia tebal.

“Perubahan pada bentuk atau gelung gel tersebut pula bergantung kepada jumlah kandungan elektrolit dan kekuatan daya elektrik yang dibekalkan.

“Gel tersebut menyerupai pengecutan pada otot manusia kerana ia diperbuat daripada bahan lembut, mengandungi lebih daripada 70 peratus air dan bertindak balas terhadap rangsangan elektrik.

“Kajian ini menunjukkan bagaimana teknik cetakan 3D kami ini dapat mempelbagaikan reka bentuk, saiz dan fleksibiliti gel pintar tersebut,” ujarnya.