Mikrosensor Biodegradable Berbasis Internet of Things (IoT) Untuk Memonitoring Kondisi Makanan

Mikrosensor Biodegradable Berbasis Internet of Things (IoT) Untuk Memonitoring Kondisi Makanan

Permasalahan utama dalam pendistribusian bahan-bahan makanan segar ke seluruh penjuru dunia adalah beberapa jenis makanan alami seperti daging dan ikan sangat rentan terhadap pembusukan saat proses pengiriman. Salah satu cara yang dilakukan untuk menjaga kesegaran daging selama transportasi adalah dengan membekukan daging atau iklan pada suhu tertentu. Hal ini yang mendorong peneliti dari Swiss mengembangkan sensor untuk yang dapat memastikan suhu dingin saat pengiriman makanan, yaitu dengan menggunakan mikrosensor ultra-tipis yang dikembangkan berbasis biokompatibel dan biodegradable.

Saat ini mikrosensor sudah banyak digunakan dengan bergagam aplikasi yang berbeda. Mereka juga diintegrasikan ke dalam sistem pemancar/penerima, seperti chip sensor RFID yang ada di mana-mana. Namun,  masih banyak sensor sering mengandung logam mulia berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia,yang jelas tidak cocok untuk aplikasi medis melibatkan kontak langsung dengan tubuh manusia atau untuk dimasukkan dalam produk makanan. Karena itulah menurut saya penelitian terkait mikrosensor ini memiliki minat tinggi, dalam kurun waktu belakngan ini baik dalam penelitian ataupun industri, dalam mengembangkan mikrosensor yang terbuat dari bahantidak beracun yang juga bisa terurai secara hayati (bersifat biodegradable).

Seperti yang telah saya baca dari artikel teknologi dari Jerman, yaitu Ubergizmo, para peneliti dari ETH Zurich berhasil membuat sensor super tipis yang dapat memantau suhu makanan, dan menariknya bahwa sensor tertanam ini aman dikonsumsi oleh manusia. Jadi, meskipun sensor tersebut ditelan oleh manusia tidak akan menimbulkan gejala apapun. Lantas yang menjadi pertanyaan, seperti apa bentuk sensor tersebut?

Gambar 1. Mikrosensor berbasis Biodegradable yang terbuat dari polimer

Sensor pemantau suhu ini memiliki ukuran 16 mikrometer, yang tentunya jauh lebih tipis jika dibandingkan dengan sehelai rambut manusia. Sementara untuk bahan yang digunakan, sensor ini terbuat dari polimer yang dibuat dengan tepung jagung dan kentang, magnesium, silikon dioksida yang larut dalam air, dan nitrida.

Hasil gambar untuk Biodegradable microsensors for food monitoring

Gambar 2. Mikrosensor yang ditempel pada ikan, memiliki fungsi juga untuk memantau kesegaran kargo kemasan

“Dalam persiapan untuk transportasi ke Eropa, ikan dari Jepang bisa dilengkapi dengan sensor suhu kecil, yang memungkinkan mereka dapat terus dipantau untuk memastikan mereka disimpan pada suhu cukup dingin.” kata pemimpin tim peneliti Giovanni Salvatore.

Sayangnya, sejauh ini sensor tersebut dapat bekerja dengan kabel listrik untuk terhubung ke baterai berukuran mikro, mikroprosesor dan pemancar. Jadi. para peneliti saat ini tengah berusaha untuk menemukan cara agar sensor dapat mendapat daya dan tranmisi data secara wireless. Selain itu, sensor ini belum bisa digunakan secara publik dalam waktu dekat, karena memang biaya yang diperlukan cukup mahal.

Saat ini, untuk memproduksi mikroskompatibel biokompatibel proses akan sangat memakan waktu dan mahal. Namun, Salvatore yakin hal itu akan segera terjadi mungkin untuk menghasilkan sensor tersebut untuk massa pasar, terutama sebagai metode pencetakan sirkuit elektronik semakin meningkat canggih “Begitu harga biosensor turun cukup, mereka dapat digunakan hampir di mana saja, ” Kata Salvatore.

Hasil gambar untuk biodegradable microsensor for food

Gambar 3. Proses pemindaian dalam pembuatan sensor berbasis Biodegradable

Sensor akan menyediakan tautannya antara dunia fisik dan digital, mensinkroniasasi produk makanan ke Internet of Things. Penggunaannya tidak akan terbatas pada pengukuran suhu baik: mikrosensor serupa dapat digunakan untuk monitor tekanan, penumpukan gas dan paparan UV.

Salvatore memprediksi bahwa mikrosensor yang bersifat biodegradable ini akan menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari dalam 5 hingga 10 tahun kedepan, tergantung pada kemampuan produksi pada berbagai macam industri. Pada saatnya nanti alat elektronik, baterai, prosesor dan mungkin akan diintegrasikan ke dalam mikrosensor. Tentu dibutuhkan lebih banyak lagi penelitian sebelum komponen-komponen ini dapat digunakan tanpa memperhatikan kesehatan manusia atau lingkungan. Karenanya tim saat ini mencari sumber energi yang kompatibel ke daya sensornya.

Referensi :

[1] Biodegradable microsensors for food monitoring, from research organizations in ETH Zürichhttps://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170928094208.htm

[2] Rogers, Shelby. 2017 https://interestingengineering.com/these-biodegradable-microsensors-know-everything-about-your-food

[3] Schlaefli, Samuel.  “Biodegradable microsensors for food monitoring – Scientific Paper”. Adv. Func. Materials, 2017. https://phys.org/pdf425807852.pdf

[4]  Hendrawan, Reza. ”Peneliti Kembangkan Sensor Super Tipis yang Aman Untuk Dimakan”https://www.beritateknologi.com/peneliti-kembangkan-sensor-super-tipis-yang-aman-untuk-dimakan/

[5] Lee, Taylor. 2017.”Researchers Create Super-Thin Sensors That Are Also Edible”https://www.ubergizmo.com/2017/10/researchers-create-super-thin-edible-sensors/

Definisi Kilogram Kini Resmi Berganti Mengikuti Konstanta Planck

Definisi Kilogram Kini Resmi Berganti Mengikuti Konstanta Planck

Para ilmuwan dunia telah sepakat untuk mengubah standar pengukuran kilogram yang sudah digunakan selama 130 tahun pada bulan Mei 2019 lalu. Keputusan ini sudah bulat berdasarkan hasil keputusan konferensi General Conference on Weights and Measures di Versailles Perancis pada tahun 2018. Hal ini bertujuan untuk menciptakan standar yang tepat dan nilainya tidak berubah-rubah.

Sebelum adanya kesepatakan baru, pengukuran massa didasarkan pada objek bernama “Le Grand K” yang berupa paduan logam platinum. Objek tersebut lah yang menjadi standar massa satu kilogram. Berbagai timbangan mulai dari timbangan dapur, timbangan pasar, hingga timbangan badan dibuat berdasarkan standar logam yang disimpan di Paris sejak tahun 1889 tersebut. Selama lebih dari satu abad upaya pembersihan dan paparan udara telah menyebabkan prototype asli “Le Grand K” kehilangan 50 mikrogram. Massa tersebut kira-kira setara dengan massa yang terkandung dalam beberapa sidik jari.

Gambar 1. Sejarah penentuan definisi satuan Kilogram

Alih-alih didasarkan pada sebongkah logam yang mengkilap yang disimpan di lemari besi di kota Sevres Prancis, definisi kilogram yang terbaru didasarkan pada konstanta Planck, sebuah angka tetapan kecil yang berperan penting dalam fisika kuantum.

“Baru sekarang kita dapat mendefinisikan kilogram ke dalam konstanta fisika, yakni konstanta Planck, kecepatan cahaya, dan frekuensi resonansi atom sesium,” jelas Terry Quinn, selaku Direktur Emeritus dari International Bureau of Weights and Measures.

Mengapa memakai konstanta Planck, kecepatan cahaya, dan frekuensi resonansi atom sesium? Hal ini karena dimensi satuan dari konstanta Plantck adalah m2kg/s, jadi pertama kali harus mendefinisikan meter (kecepatan cahaya) dan jam (atom sessium).

Jadi berdasarkan definisi baru, perhitungan besaran satu kilogram diacu pada besarnya nilai konstanta Planck yakni 6,626069 x 10-34  m2kg/s

Masyarakat tidak usah khawatir perhitungan kilogram yang berubah dan sedikit membingungkan. Jika membeli barang seberat satu kilogram maka haslinya akan sama dengan satu kilogram setelah perubahan definisi. Hal ini hanya mempengaruhi cara pengukuran dan ilmuwan pada umumnya.

Ahli metrologi percaya jika pengukuran yang lebih konstan dan stabil dapat dicapai di seluruh dunia. Saat ini, jarak yang digunakan fisika untuk menentukan panjang yang resmi (1 meter) adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam 1/299792458 per detik. Kemudian waktu 1 sekon ditentukan oleh osilasi atom sesium sebanyak 9.192.631.770 kali.

Karena pengukuran tidak berdasarkan pada objek fisik tetapi pada konstanta matematika, kilogram baru tidak akan mengalami perubahan seperti sebelumnya.

Gambar 2. Konversi jenis satuan internasional (SI) yang baru

Jon Pratt, seorang insinyur di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) di Gaithersburg, Maryland mengatakan definisi yang lebih akurat akan membuat perbedaan besar bagi para peneliti yang bekerja dalam bidang obat-obatan, senyawa radioaktif dan bahan lainnya yang membutuhkan presisi skala nano.

Lalu apa artinya definisi kilogram baru untuk kita semua? Para ahli mengatakan bahwa tidak banyak hal yang berubah. Hal ini dikarenakan penggunaan kilogram versi baru dirancang untuk kalangan ilmuwan saja. Dengan kata lain, dimanapun kita berada dan dalam kegiatan rutinitas sehari-hari maka nilai satu kilogram masih sama dengan 1 kg pemberat/bandul timbangan pasar.

Referensi :

  1. https://www.vox.com/science-and-health/2019/5/17/18627757/kilogram-redefined-world-metrology-day-explained diakses pada 3 Oktober 2019
  2. https://www.pbs.org/newshour/science/its-a-massive-change-scientists-redefine-the-kilogram diakses pada 3 Oktober 2019
  3. https://www.vice.com/en_us/article/ywybvx/the-definition-of-a-kilogram-just-changed-worldwide diakses pada 3 Oktober 2019