Pengembangan Teknologi Elektroluminesensi Berbasis Fosfor Anorganik Pada Material Tekstil

Pengembangan Teknologi Elektroluminesensi Berbasis Fosfor Anorganik Pada Material Tekstil Maju Agar Dapat Menghasilkan Cahaya

BULETIN TEKSTIL.COM/ Jakarta -Seiring dengan perkembangan zaman saat ini, perkembangan teknologi juga telah mengalami perkembangan yang sangat pesat, khususnya dalam perkembangan material tekstil maju yang memiliki aspek fungsional yang unik dan spesifik. Perkembangan tekstil maju saat ini telah mendorong terciptanya material-material tekstil berteknologi mutakhir yang diciptakan untuk menambah fungsi tekstil pada tingkat lanjutan.

Penerapan teknologi elektroluminesen pada bahan material tekstil (kain maupun benang) merupakan salah satu contoh dari pengembangan tekstil maju yang saat ini menjadi banyak perhatian peneliti. Teknologi elektroluminesen yang diterapkan pada bahan tekstil memungkinkan benang atau kain memiliki kemampuan untuk menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik, namun tetap mempertahankan sifat aslinya sebagai bahan tekstil (fleksible, wearable, washable, durable dll).

Luminesensi merupakan sebuah fenomena fisika dimana emisi cahaya dikeluarkan oleh suatu zat/benda yang bukan berasal dari panas, sehingga ia adalah sebuah bentuk radiasi benda dingin. Fenomena Luminesensi tersebut dapat disebabkan oleh salah satu dari adanya reaksi kimia (chemiluminescence), energi listrik (electroluminescence), gerakan subatomic (atomicluminescene), penyerapan foton/cahaya (fluorescence) atau tekanan pada kristal (piezoluminescence).

Hal tersebut menjadi pembeda utama antara luminesensi dari pijaran (inkandesens), karena fenomena inkandesens memiliki pancaran cahaya yang dipancarkan oleh suatu zat/benda sebagai akibat dari pemanasan. Pada artikel ini akan dibahas secara khusus untuk fenomena elektroluminesensi yang dapat diaplikasikan pada bahan tekstil.

Electroluminescent phosphor (fosfor elektroluminens) merupakan material anorganik yang mengubah energi listrik (aliran electron) menjadi cahaya secara langsung. Prinsip kerja fisika pada elektrolumninens secara garis besar berkaitan dengan elektron yang akan berpindah dari wilayah n-type dan melakukan rekombinasi pada setiap hole yang berada pada wilayah p-type. Proses rekombinasi elektron terhadap hole akan menimbulkan adanya disipasi energi berupa energi cahaya. Pada dasarnya cara kerja elektroluminensi akan serupa untuk semua bahan termasuk untuk fenomena yang dibahas pada artikel ini.

Secara luas penggunaan elektroluminens biasanya diaplikasikan pada panel kaca, enamel plastic, kawat EL wire, dan penggunaan lainnya. Pemberian doping berupa unsur logam seperti Cu (Tembaga), Mn (Mangan), ZnS (Seng Sulfida), Cd (Kadmium), Al (Alumunium), Ag (Perak) dapat menghasilkan berbagai warna (Biru, Hijau, Kuning, dll) pada tampilan emisi cahaya fosfor elektroluminens.

Penerapan teknologi tersebut pada bahan tekstil memiliki beberapa tantangan tersendiri. Pengaplikasian phosphor elektroluminensi harus melekat kuat pada bahan tekstil, tidak mengurangi fleksibilitas kain, bersifat awet, disamping juga harus tetap mempertahankan konstruksi khusus p-n junction agar dapat menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, hingga saat ini banyak peneliti yang masih mencari metode paling optimum untuk mengaplikasikan teknologi tersebut pada bahan tekstil.

Para peneliti dari Universitas Nottingham Inggris telah berhasil menemukan metode untuk mengaplikasikan fenomena elektroluminensi pada bahan benang. Metode para peneliti tersebut adalah dengan cara membuat sebuah benang dengan konstruksi khusus yang terdiri dari (1) benang konduktor inti, (2) lapisan khusus coating elektroluminensi, dan (3) benang konduktor yang dililit pada bagian luar sesuai dengan ilustrasi berikut. Saat tegangan listrik diberikan pada benang konduktor inti dan luar, maka lapisan khusus coating elektroluminensi akan menghasilkan cahaya.

Benang konduktor inti dan benang lilitan luar dibuat dari sebuah benang polyester multifilamen yang dilapis dengan menggunakan tinta perak konduktif, sehingga benang tersebut dapat menghantarkan listrik dan dapat berperan sebagai benang konduktor. Kemudian lapisan dielektrik dan lapisan elektroluminen ditempelkan dengan metode coating pada benang. Setelah itu benang konduktor dililit lagi pada bagian luarnya dengan konfigurasi spiral. Dapat dilihat pada gambar berikut bahwa benang dapat memiliki kemampuan untuk menghasilkan cahaya ketika diberikan arus listrik lemah.

Dengan keberhasilan yang telah diraih peneliti pada tahap pembuatan material benang elektroluminensi, selanjutnya pengembangan dilanjutkan pada tahapan pembuatan kain elektroluminensi dengan teknik tenunan dan rajutan dengan menggunakan benang yang berhasil dibuat pada tahap awal.

Dengan menggunakan Teknik pertenunan, peneliti telah berhasil mengaplikasikan teknologi elektroluminensi pada kain tenun. Konstruksi khusus telah berhasil dikembangkan oleh peneliti pada kain tenun tersebut dan menghasilkan efek elektroluminensi yang sangat baik, yaitu dengan cara menggunakan susunan lusi dari benang elektroluminensi dan susunan pakan dari benang konduktor pada kain tenun tersebut.

Susunan lusi dan pakan tersebut dibentuk menjadi sebuah kain tenun dengan menggunakan konstruksi anyaman polos. Dengan susunan kain tenun tersebut, maka tegangan listrik yang diberikan pada kain akan menghasilkan efek cahaya sesuai dengan gambar berikut. Pada contoh gambar berikut, pola corak warna cahaya yang dihasilkan dapat diatur dengan cara mendoping logam tertentu pada lapisan khusus elektroluminensi-nya. Benang katun juga ditambahkan sebagai benang penguat pada struktur kain tersebut, yang disisipkan baik pada susunan pakan maupun lusi.

Selain dalam bentuk kain tenun, peneliti juga telah berhasil mengaplikasikan benang elektroluminensi tersebut ke dalam bentuk kain rajut pakan. Benang elektroluminensi tersebut berhasil disisipkan ke dalam kain rajut pakan sesuai dengan gambar berikut. Efek elektroluminensi berhasil diperoleh ketika tegangan listrik berarus lemah diaplikasikan pada kain.

Para peneliti dari Universitas Nottingham mengklaim bahwa kain rajut tersebut tetap memiliki sifat fleksibel dan tahan terhadap proses penicucian, sehingga potensi aplikasinya hingga pada tahap tekstil sandang fungsional lanjutan dapat dilakukan.

Dalam penerapannya, teknologi ini diharapkan dapat digunakan dalam berbagai kebutuhan safety gear, athletic gear, dan kegunaan lainnya. Sebuah perusahaan teknologi bernama Ellumiglow dari Amerika Serikat telah melihat potensi tersebut dan mengembangkan produk berbasis teknologi elektroluminesensi ke dalam bentuk tekstil.

Salah satu produknya seperti VynEL™ merupakan bahan tekstil yang telah diberikan fungsi elektroluminesensi berbentuk panel atau tape. VynEL™ dapat dengan mudah ditanamkan pada pakaian melalui penjahitan. Selain itu konstruksi VynEL™ tersebut diklaim memiliki keawetan yang sangat baik, tahan terhadap pencucian dan tahan tekukan.

Beberapa contoh potensi penggunaan elektroluminesensi dapat digunakan sebagai bahan lining corak pada tenda untuk fungsional tertentu, dapat dipasang pada rompi yang digunakan pada safety gear. Penggunaan elektroluminesesnsi pada bahan rompi tersebut dihatapkan dapat memberikan banyak keuntungan seperti dapat memberikan aspek visibilias yang lebih baik saat digunakan di lapangan. Meskipun teknologi tersebut sudah sangat berkembang di negara lain, teknologi elektroluminesensi pada bahan tekstil di Indonesia masih belum umum ditemui dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

(Red B-Teks/: Andrian Wijayono, S.Tr.T., M.Tr.T)

Magister Rekayasa Tekstil dan Apparel, Politeknik STTT Bandung

Hits: 24

One thought on “Pengembangan Teknologi Elektroluminesensi Berbasis Fosfor Anorganik Pada Material Tekstil

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *