Transformasi Teknologi: Nano, Energi, dan Robotika

Robot skala serangga ini dapat melompat hingga 188 kali berturut-turut tanpa menghentikan gerakannya. Robot ini tidak menggunakan komponen elektronik seperti baterai atau prosesor, melainkan sepenuhnya mengandalkan respons material dan struktur geometrisnya. Penemuan ini membuktikan bahwa mekanisme sederhana dapat menghasilkan gerakan otomatis yang tahan lama. Robot terbuat dari liquid crystal elastomers, material elastis yang berubah bentuk saat terkena cahaya. Material ini menyimpan energi elastik hingga mencapai titik kritis di mana ia melepaskan energi tersebut dalam bentuk lompatan. Mekanisme self-shadowing membantu material untuk mengatur siklus pendinginan dan mengembalikan bentuk awal secara otomatis tanpa sistem kontrol elektronik. Inovasi ini membuka peluang aplikasi di bidang pemantauan kebakaran hutan, operasi di zona berbahaya, serta pengembangan pakaian adaptif yang bisa mengubah kekakuan. Teknologi ini menandai langkah penting dalam mewujudkan robotika lunak yang tahan lama, efisien energi, dan mampu beroperasi dalam kondisi ekstrem tanpa bantuan elektronik.

Donut Lab merilis hasil pengujian independen yang menunjukkan bahwa baterai solid-state mereka mampu berfungsi optimal pada suhu tinggi mencapai 80°C dan 100°C. Pengujian ini menjadi jawaban atas kritik dan keraguan terhadap klaim performa baterai mereka sebelumnya. Dalam tes oleh VTT Technical Research Centre of Finland, baterai Donut menjanjikan kapasitas lebih dari 100% pada suhu panas, serta efisiensi meningkat dan resistensi menurun, menandakan performa baterai yang stabil dan aman. Baterai juga tidak menunjukkan kerusakan signifikan meski dalam pengujian suhu tinggi. Keunggulan ini sangat penting bagi industri otomotif dan penyimpanan energi yang beroperasi di lingkungan panas, karena dapat mengurangi kebutuhan sistem pendingin dan meningkatkan keamanan. Namun, untuk bukti lebih lanjut, keberhasilan produksi massal baterai ini masih menjadi tantangan yang harus dilalui.

Peneliti Cina mengembangkan elektrolit padat komposit fleksibel yang menawarkan konduktivitas ionik setara cair dan dapat berfungsi tanpa tekanan eksternal. Elektrolit ini terdiri dari lapisan LixMyPS3 dan polyethylene oxide yang menggabungkan jalur ionik superionik dengan fleksibilitas mekanis. Versi LiCdPS/PEO mencapai konduktivitas 10,2 mS/cm pada suhu kamar dan mempertahankan fleksibilitas sehingga baterai bisa beroperasi pada tekanan di bawah 0,5 MPa tanpa kehilangan kapasitas signifikan selama 600 siklus. Material juga tahan degradasi di udara lembab dengan nol pelepasan gas berbahaya. Inovasi ini dapat memangkas kebutuhan teknologi dan biaya kompleks dalam baterai all-solid-state, memudahkan produksi, dan meningkatkan keamanan baterai kendaraan listrik serta penyimpanan energi skala besar. Pendekatan ini memadukan performa tinggi dan durabilitas dalam desain hemat biaya.

Para ilmuwan dari University of California, Santa Barbara dan Brookhaven National Laboratory menemukan qubit baru bernama CN center, yang merupakan defek karbon-nitrogen dalam silikon. Penemuan ini penting untuk mengatasi masalah qubit sebelumnya yang mengandung hidrogen dan tidak stabil pada suhu tinggi atau selama proses fabrikasi chip. CN center diharapkan menjadi alternatif unggul yang memungkinkan produksi perangkat kuantum berbasis silikon yang siap untuk komunikasi telekomunikasi. CN center mengeluarkan cahaya pada panjang gelombang telekomunikasi dan memiliki keadaan kuantum yang tahan lama sehingga cocok untuk perangkat fotonik kuantum. Tidak seperti T center yang menggunakan hidrogen, CN center stabil dan bebas dari masalah fabrikasi yang disebabkan oleh difusi hidrogen. Simulasi canggih menunjukkan CN center dapat diintegrasikan ke dalam platform silikon tanpa memerlukan langkah fabrikasi khusus yang rumit. Penemuan ini membuka peluang besar dalam pengembangan teknologi kuantum skala besar dan terjangkau yang menggunakan infrastruktur chip komputer modern. Jika hasil simulasinya dikonfirmasi secara eksperimental, CN center dapat menjadi blok bangunan utama dalam perangkat kuantum, mempercepat kemajuan teknologi komunikasi dan pemrosesan kuantum. Langkah ini juga selaras dengan kebutuhan pasar akan qubit yang mudah diproduksi dan kompatibel dengan perangkat elektronik saat ini.

Para insinyur dari Southampton, Edinburgh, dan Delft mengembangkan sayap robot lunak yang dilengkapi dengan e-skin berbahan logam cair dan kemampuan proprioception untuk menyesuaikan bentuk secara otomatis dalam arus air yang bergolak. Sistem ini memungkinkan robot bawah laut beradaptasi sendiri agar tetap stabil dan efisien. Sayap itu mampu menetralkan hingga 87 persen turbulensi yang biasanya membuat kendaraan bawah laut konvensional kehilangan arah. E-skin berfungsi seperti saraf buatan yang merasakan dan mengontrol perubahan bentuk melalui pipa hidrolik internal, sehingga robot bisa merespons lebih cepat dan hemat energi. Teknologi ini dapat merevolusi eksplorasi bawah laut dengan robot yang lebih gesit dan hemat energi, meskipun masih ada tantangan dalam mengembangkan teknologi ini untuk kapal skala besar. Penelitian ini membuka jalan bagi perangkat lunak robotik adaptif yang dapat berjalan andal di kondisi laut nyata.

Para peneliti dari Tokyo Metropolitan University mengembangkan perangkat benchtop yang mampu mensimulasikan pengisian daya nirkabel dinamis (DWPT) untuk kendaraan listrik. Perangkat ini meniru pergerakan koil penerima kendaraan di atas koil pengirim dengan kecepatan hingga 40 km/jam. Perangkat menggunakan koil berbentuk kacang yang dipasang di bawah lengan yang dikontrol motor servo. Mereka menguji transmisi daya sebesar 3 kW dan juga menganalisis pengaruh misalignment antara koil yang sering terjadi di jalan. Perbandingan dengan trek tes asli menunjukkan hasil elektromagnetik yang serupa, membuktikan akurasi simulasi. Dengan perangkat benchtop ini, lab riset kecil dapat melakukan studi pengisian nirkabel tanpa perlu membangun trek mahal. Hal ini akan mempercepat pengembangan teknologi DWPT dan membantu mengurangi ukuran serta biaya baterai EV, sehingga mendorong adopsi kendaraan listrik secara lebih luas.

ZettaJoule menandatangani kesepakatan dengan Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES) untuk membangun reaktor gas berpendingin suhu tinggi, ZJ0, di Texas. Reaktor ini dapat memberikan panas proses hingga 950° Celsius dan berada di kampus Texas A&M di College Station. Teknologi reaktor ZJ0 didasarkan pada pengalaman aman bertahun-tahun dari Jepang dan akan menggabungkan keahlian Jepang dengan kepemimpinan Texas dalam energi inovatif. Selain itu, Texas A&M bakal menjadi satu-satunya universitas AS dengan lebih dari dua reaktor riset nuklir di kampus. Pembangunan ZJ0 membuka peluang riset dan aplikasi industri baru, seperti produksi bahan bakar sintetis dan hidrogen. Ini juga berpotensi menarik investasi riset dari berbagai perusahaan dan lembaga pemerintah penting, sehingga memperkuat posisi Texas sebagai pusat riset energi maju.

Proxima Fusion menandatangani memorandum untuk membangun stellarator demonstrasi pertama yang disebut Alpha di Garching, Jerman sebagai langkah awal menuju pembangkit listrik fusi komersial di Eropa. Kolaborasi tersebut melibatkan Free State of Bavaria, RWE, dan Max Planck Institute for Plasma Physics. Demonstrasi stellarator Alpha akan menjadi fasilitas pertama yang berhasil mencapai keuntungan energi bersih, dimana energi yang dihasilkan plasma melebihi energi yang dikonsumsi. Setelah Alpha, proyek pembangkit komersial Stellaris direncanakan di Gundremmingen, yang akan memperkuat ekosistem industri fusi di Bavaria. Proyek ini diharapkan dapat menciptakan ribuan pekerjaan serta kontrak manufaktur di sektor teknologi tinggi dan industri listrik. Langkah ini penting untuk mengurangi ketergantungan energi impor dan mewujudkan energi fusi sebagai bagian dari sistem energi Eropa di masa depan.

Para peneliti di Duke University menemukan bahwa metode pengujian transistor 2D dengan desain back-gated sering kali memberikan hasil kinerja yang dilebih-lebihkan hingga enam kali lipat. Mereka membandingkan pengujian back-gated dengan dual-gate untuk melihat perbedaan efek contact gating. Back-gated transistor menggunakan basis silikon sebagai gate yang memengaruhi tidak hanya channel semikonduktor, tapi juga bagian di bawah kontak logam, menurunkan resistansi dan meningkatkan arus listrik yang lewat. Hal ini tidak terjadi pada transistor komersial asli dimana gate hanya mengatur channel. Penemuan ini menunjukkan pentingnya menggunakan metode pengujian yang menyamai kondisi chip sebenarnya agar penilaian kinerja material 2D valid. Studi ini membuka jalan bagi pengembangan desain transistor dan material kontak yang sesuai untuk chip masa depan.

Tim peneliti dari Tianjin University dan South China University of Technology mengembangkan baterai organik fleksibel menggunakan polimer PBFDO yang memiliki kemampuan konduktivitas tipe-n. Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature dan menjadi terobosan penting khususnya untuk teknologi wearable. Baterai baru ini memiliki densitas energi sekitar 250 Wh/kg, melebihi baterai lithium iron phosphate dan sebanding dengan baterai kendaraan listrik komersial. Selain itu, baterai beroperasi dengan rentang suhu luar biasa dari -70°C sampai 80°C dan menunjukkan ketahanan terhadap kerusakan mekanis tanpa risiko kebakaran. Inovasi ini membuka peluang untuk baterai yang lebih aman, fleksibel, dan ramah lingkungan dengan ketergantungan bahan logam yang lebih rendah. Meski demikian, diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memastikan umur pemakaian dan kemampuan komersialisasi teknologi ini.