Gelombang suara selama ini dikenal hanya sebagai medium tekanan yang bergerak melalui udara atau zat lain. Namun, para peneliti dari Virginia Tech memanfaatkan tekanan ini agar dapat memindahkan objek kecil hanya dengan gelombang suara, tanpa menyentuhnya secara fisik. Teknologi ini dikembangkan menggunakan chip khusus yang mengubah gelombang suara frekuensi tinggi menjadi alat pengendali partikel mikro.
Sebelumnya, metode yang digunakan adalah interdigital transducers (IDTs) yang menghasilkan gelombang datar dan lurus. Gelombang jenis ini kurang presisi, seperti mencoba mengambil bola pingpong hanya dengan menggeseknya menggunakan tangan datar. Tim peneliti memecahkan masalah ini dengan menciptakan metamaterial interdigital berfase (Phased Interdigital Metamaterial, PIM). Material ini menggunakan elektroda melengkung yang membelokkan gelombang suara seperti lensa yang memfokuskan cahaya.
Prinsip Kerja Teknologi ‘Invisible Grabbers’
PIM membentuk gelombang suara yang dikontrol sangat presisi, menyerupai sepasang pinset tak terlihat. Pinset ini memungkinkan kontrol dan penggerakan benda mikro secara halus di atas chip tanpa kontak fisik. Karena seluruh proses berlangsung pada chip mini, teknologi ini tidak memerlukan mesin berat dan kompleks. Hal ini sangat menjanjikan untuk aplikasi di bidang medis dan teknologi presisi tinggi.
Aplikasi Teknologi Gelombang Suara
Ada beberapa potensi nyata dari teknologi ini, di antaranya:
-
Medis Non-invasif
Gelombang suara dapat digunakan untuk terapi tanpa operasi, misalnya membongkar bekuan darah atau memisahkan sel dalam wadah penelitian. Ini bisa menggantikan alat seperti centrifuge dengan ukuran yang jauh lebih kecil dan presisi. -
Pengendalian Partikel Mikro
Peneliti dapat memanipulasi partikel seperti debu atau mikrobola secara tepat, bahkan mengatur zat nano seperti karbon nanotubes. Ini membuka peluang besar untuk riset nanoteknologi dan fabrikasi material canggih. - Pengelolaan Fluida
Gelombang suara dapat menciptakan pusaran untuk mencampur cairan dengan kontrol sempurna. Hal ini sangat penting dalam sistem biologi molekuler dan kimia analitik.
Fungsi Sebagai Diode untuk Gelombang Suara
Teknologi ini tidak hanya untuk memindahkan objek. Chip yang dibuat juga berperan sebagai "diode" suara—membiarkan gelombang bergerak hanya searah. Konsep ini mirip diode di dunia elektronik yang mengarahkan aliran listrik. Keunggulan ini menjaga kualitas sinyal tetap bersih dan stabil.
Dalam uji coba, chip ini berhasil menjebak dan mengatur posisi mikrobola secara sistematis. Mereka juga mampu memastikan gelombang bergerak ke arah yang diinginkan tanpa gangguan dari pantulan balik. Ini menonjolkan efisiensi tinggi dan kontrol akurat dalam pengaplikasian teknologi gelombang suara.
Tantangan dan Pengembangan Selanjutnya
Meski menjanjikan, ada tantangan utama yang harus diatasi. Para peneliti perlu mengelola beberapa frekuensi gelombang secara simultan agar chip bisa menangani lebih banyak fungsi. Selain itu, harus ada solusi untuk mengatasi masalah drift termal supaya chip tetap bekerja optimal meskipun suhu naik.
Eksplorasi juga terus dilakukan untuk mengaplikasikan teknologi ini pada biosensor dan sistem pendingin semikonduktor. Jika berhasil dikembangkan, teknologi ini dapat membawa revolusi pada industri kesehatan dan elektronik dengan metode yang lebih efektif dan minim risiko fisik.
Penemuan ini menunjukkan bagaimana gelombang suara bisa menjadi alat multifungsi dalam bidang teknologi tinggi. Menggunakan konsep fisika dasar yang diolah dengan teknologi metamaterial mampu membuat produksi alat-alat presisi lebih praktis dan terjangkau. Teknologi ‘invisible grabbers’ membuka peluang baru dalam manipulasi objek mikro dan penerapan inovatif di berbagai sektor industri.
-
-
-
-
