Merangsang rasa sentuhan dengan kimia

Mata kita mungkin adalah jendela dunia, tetapi ujung jari kita membuat kita terhubung dengannya. Untuk menciptakan kembali rasa sentuhan ini, teknologi saat ini bergantung pada motor kecil dan listrik. Namun, gundukan dan dengungan yang mereka hasilkan tidak begitu bagus dalam meniru hal yang sebenarnya. Saat ini, para ilmuwan melaporkan bukti bahwa kulit kita dapat merasakan perbedaan halus dalam kimia—temuan yang mereka harapkan dapat memberikan dasar bagi cara baru untuk mengontrol sentuhan dan mengintegrasikannya dengan lebih baik ke dalam aplikasi, seperti realitas virtual.

Para peneliti akan mempresentasikan hasil mereka pada pertemuan musim semi American Chemical Society (ACS).

“Ketika Anda menyentuh suatu objek, Anda merasakan permukaannya, dan Anda dapat mengubah bagaimana rasanya dengan mengubah gesekan antara permukaan itu dan jari Anda. Di situlah chemistry masuk,” kata Charles Dhong, Ph.D., penyelidik utama proyek. “Kami pikir bahan kimia dapat membuka pintu untuk menciptakan sensasi yang lebih bernuansa, apakah Anda mendesain permukaan untuk merasakan cara tertentu, atau membuat perangkat umpan balik untuk realitas virtual.”

Dari panca indera, teknologi telah merangkul beberapa lebih mudah daripada yang lain. Monitor komputer, layar ponsel pintar, dan headset realitas virtual menawarkan citra yang mendetail, bahkan imersif. Perangkat audio, juga, menciptakan kembali suara, musik, dan suara lainnya dengan ketepatan tinggi. Kemajuan dalam teknologi sentuhan, bagaimanapun, telah tertinggal, sebagian karena melibatkan berbagai jenis sensasi, seperti suhu dan rasa sakit. Selain itu, beberapa upaya untuk menciptakan kembali sentuhan telah memasukkan sistem yang dirancang untuk mensimulasikan rasa menggerakkan tubuh seseorang—sensasi yang kompleks.

Penelitian Dhong di University of Delaware berfokus pada jenis sentuhan tertentu: menggunakan jari untuk mendeteksi tekstur. Beberapa metode untuk membangkitkan sentuhan halus semacam ini sudah tersedia. Sebuah vibrator dalam smartphone memungkinkan untuk menarik perhatian Anda tanpa berdering. Dalam tampilan braille yang dapat disegarkan untuk orang dengan gangguan penglihatan atau kebutaan, aktuator menggerakkan pin ke atas untuk membuat tonjolan. Jenis sentuhan ini bergantung pada gaya fisik, gesekan, yang merupakan hambatan yang dihadapi kulit saat menyentuh suatu benda. Sementara atribut seperti kontur permukaan mempengaruhi gesekan, begitu juga kimia. Struktur molekul dalam suatu zat dan sifat-sifat permukaannya juga mempengaruhi sensasi. Dhong dan rekan-rekannya menduga bahwa dengan hanya mengubah fitur yang berhubungan dengan kimia, mereka dapat mengubah bagaimana permukaan terasa.

Dalam pekerjaan sebelumnya, tim Dhong meminta orang untuk menyentuh lapisan silan setebal satu molekul, senyawa yang mengandung silikon. Tak satu pun dari permukaan silan memiliki perbedaan kehalusan yang dapat dideteksi. Meski begitu, mereka yang menyentuh permukaan dapat membedakannya berdasarkan perbedaan kimia, termasuk substitusi satu atom dalam setiap molekul silan dengan yang lain, karena perubahan gesekan yang halus. “Penelitian terbaru menunjukkan bahwa orang dapat mendeteksi perbedaan fisik antara permukaan pada resolusi serendah 13 nanometer,” kata Dhong. “Sekarang kami mengatakan bahwa indera peraba juga dapat mengidentifikasi perubahan kimia sekecil menukar atom nitrogen dengan atom karbon.”

Pada pertemuan tersebut, Dhong akan mempresentasikan karya terbaru yang berfokus pada polimer, molekul yang digunakan untuk bahan sintetis. Polimer dibedakan tidak hanya oleh rumus kimianya, tetapi juga oleh karakteristik yang dikenal sebagai kristalinitas, yang menggambarkan betapa rapinya molekul seperti rantai yang terorganisir. Polimer dalam percobaan ini memiliki rumus dan berat molekul yang identik; hanya derajat kristalinitasnya yang berbeda.

Dalam percobaan mereka, para peneliti berfokus pada tekstur lapisan tipis polimer yang dirasakan. Seperti halnya silan, mereka meminta subjek untuk menggeser jari mereka melintasi polimer. Kali ini juga, mereka menemukan bahwa orang dapat membedakan antara polimer hanya berdasarkan variasi gesekan yang dihasilkan dari perubahan halus pada kristalinitas molekul.

“Pendekatan baru untuk mengontrol sentuhan halus dan persepsi tekstur dapat memiliki banyak aplikasi,” kata Dhong. “Ini bisa, misalnya, memungkinkan untuk merancang jenis permukaan baru, untuk lebih mengintegrasikan rasa ini ke dalam lingkungan realitas. Aplikasi lain dapat mencakup peningkatan perangkat, seperti tampilan braille yang dapat disegarkan, serta memberikan umpan balik untuk operasi ahli bedah dari jarak jauh,” kata Dhong.