Zufar Alfarros (1); M. Luthfi Hakim (2); Rohadi Satrio Budi Utomo (3); Budi Prawara (4); Dr. Ir.
Arif Kusumawanto, M.T., IPU. (5); Ir. Muhammad Akhsin Muflikhun, S.T., MSME.,
Ph.D (6)
Sensors and Actuators: A. Physical (Scopus Q1, SJR 0.83), h-index 181, April 2026
DOI :
https://doi.org/10.1016/j.sna.2026.117537
Peneliti dari Universitas Gadjah Mada bersama mitra kolaborasi mengembangkan material nanokomposit baru berbasis limbah panel surya yang berpotensi digunakan sebagai sensor regangan fleksibel (flexible strain sensor). Penelitian berjudul “TiO2/SiO2/MWCNT/PV Waste
(TSMP) Nanocomposite for Flexible Strain Sensors” ini memanfaatkan limbah photovoltaic (PV) sebagai bahan utama untuk menciptakan material hibrida yang konduktif, kuat secara struktural, sekaligus fleksibel untuk aplikasi perangkat elektronik yang dapat dikenakan
(wearable electronics).
Dalam penelitian ini, tim peneliti mensintesis nanokomposit TiO2/SiO2/MWCNT/PV (TSMP) menggunakan metode modified sol–gel. Metode tersebut memungkinkan pembentukan struktur material yang stabil dengan distribusi unsur yang baik. Berbagai teknik karakterisasi
digunakan untuk menganalisis sifat material, di antaranya Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy dengan Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), serta analisis UV-Visible untuk mengamati ikatan kimia, distribusi elemen, dan kemampuan penyerapan optik.
Hasil analisis termal menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) menunjukkan bahwa material memiliki suhu transisi kaca sekitar 62,7 °C. Nilai ini menunjukkan stabilitas termal yang cukup baik sehingga material berpotensi digunakan pada perangkat elektronik
fleksibel. Ketika nanokomposit TSMP dipadukan dengan matriks karet silikon, material tersebut dapat berfungsi sebagai sensor regangan fleksibel dengan performa yang sangat menjanjikan.
Sensor yang dikembangkan memiliki gauge factor sebesar 20,75 dengan rentang regangan hingga 100%. Selain itu, sensor ini mampu merespons perubahan regangan dengan cepat, yakni sekitar 130 milidetik. Uji ketahanan juga menunjukkan bahwa perangkat tetap stabil setelah lebih dari 1200 siklus pembebanan dan pelepasan (loading–unloading cycles), menandakan daya tahan electromechanical yang baik untuk penggunaan berulang.
Kinerja sensor yang tinggi ini merupakan hasil kombinasi sifat dari masing-masing komponen penyusunnya. Partikel TiO2 dan SiO2 memberikan kekuatan struktural dan stabilitas material, multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) meningkatkan konduktivitas listrik, sementara matriks PV memberikan fleksibilitas mekanik. Sinergi antara ketiga komponen tersebut menghasilkan material nanokomposit yang responsif dan tangguh.
Dalam pengujian aplikasinya, sensor ini mampu mendeteksi berbagai gerakan tubuh manusia secara real-time, seperti gerakan menekuk jari dan pergelangan tangan. Hal ini menunjukkan potensi besar penggunaan material TSMP dalam teknologi wearable sensors, sistem pemantauan kesehatan, serta perangkat antarmuka manusia-mesin.
Yang menarik, penelitian ini juga menyoroti pemanfaatan limbah panel surya sebagai sumber bahan baku. Penggunaan limbah PV dalam pembuatan nanokomposit tidak hanya meningkatkan nilai tambah material bekas, tetapi juga berkontribusi pada upaya pengurangan limbah elektronik dan pengembangan teknologi yang lebih berkelanjutan.
Melalui inovasi ini, para peneliti menunjukkan bahwa limbah teknologi energi terbarukan seperti panel surya dapat diolah kembali menjadi material canggih untuk aplikasi elektronik masa depan, khususnya pada bidang sensor fleksibel dan perangkat pintar yang terintegrasi
dengan aktivitas manusia.
Kontributor: Rita Yulianti, S.IP.
