Revolusi Material Cerdas dan Elektronika Masa Depan

Peneliti dari MIT dan institusi lain berhasil mengukur langsung struktur atom tiga dimensi dari relaksor ferroelectric untuk pertama kalinya. Metode ini menggunakan electron ptychography untuk memetakan distribusi muatan dan ketidakteraturan kimia dalam material.

Para peneliti di Jepang mengembangkan sensor kuantum molekuler biokompatibel bernama MoQN yang dapat mengukur suhu dan mendeteksi radikal kimia di dalam sel hidup dengan presisi tinggi. Sensor ini menggunakan qubit spin pentacene yang identik dan dilapisi surfaktan khusus agar aman bagi sel.

Para ilmuwan dan perusahaan XPANCEO serta ITEN berhasil mengembangkan baterai mikro solid-state yang sangat kecil dan aman untuk digunakan dalam lensa kontak pintar. Baterai ini tidak menggunakan cairan elektrolit sehingga menghilangkan risiko kebocoran, pembengkakan, dan kebakaran yang menjadi masalah pada baterai lithium-ion konvensional. Ini menjadikannya cocok untuk perangkat wearable ocular dengan kebutuhan daya tinggi seperti augmented reality dan pemantauan kesehatan real-time.

Para peneliti di Rice University mengembangkan material multiferroik pada suhu kamar yang menunjukkan magnetisasi 10 kali lipat dan kopling magnetoelektrik 100 kali lipat lebih tinggi dibanding material standar. Inovasi ini terjadi dengan mencampur bismuth ferrite dan barium titanate disertai pengaturan strain pada film tipis.

Para peneliti dari MIT, EPFL, dan University of Cincinnati mengembangkan hidrogel magnetik lunak yang dapat dicetak 3D menjadi struktur mikro yang bagian-bagiannya bisa bergerak secara independen. Proses cetak melibatkan metode double-dip untuk menumbuhkan nanopartikel besi oksida setelah pencetakan selesai.

Penelitian dari University of Minnesota mengungkap bahwa logam dapat diatur secara aktif pada tingkat atom dengan memanfaatkan antarmuka antar material. Fitur polarisasi yang muncul pada batas material ini mengubah perilaku elektronik logam secara signifikan.

Para peneliti di Universitas Osaka telah mengembangkan sistem transmisi EEG nirkabel yang berjalan menggunakan energi panas tubuh tanpa baterai. Sistem ini memanfaatkan perbedaan suhu antara kulit manusia dan udara sekitar untuk menghasilkan energi listrik yang dibutuhkan perangkat.

Para peneliti di RIKEN menemukan metode untuk mengatasi mode gelap dalam sistem kuantum non-Hermitian yang selama ini menghambat operasi topologis dan transfer energi. Mode gelap ini tidak merespons sinyal eksternal dan menyebabkan kegagalan fungsi penting pada perangkat kuantum. Mereka menyelesaikan masalah ini dengan menambahkan masukan kuantum buatan yang membuat mode gelap sementara menjadi mode terang.

Peneliti dari Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg diketuai oleh Prof. Dr. Henry Dube mengembangkan material cerdas berbasis mesin molekuler yang dapat berubah bentuk dan sifat mekanis dengan pengendalian cahaya. Mereka menggabungkan mesin molekuler tersebut dalam struktur tiga dimensi untuk menciptakan sistem yang mampu melakukan tugas fisik nyata.

Para peneliti menemukan bahwa getaran molekul dalam sel surya organik dapat mendorong elektron melintasi antar molekul dengan sangat cepat, hanya dalam 18 femtosekon. Ini terjadi pada skala waktu yang sama dengan getaran molekul, jauh lebih cepat daripada yang pernah diperkirakan sebelumnya.