Material Yang Lebih Kuat Dari Baja - Sekelompok peneliti di Amerika serikat yang bekerja di Massachusetts Institute of Technology (MIT) berhasil menciptakan sebuah material yang cukup mengejutkan. Pasalnya material baru ini diklaim 10 kali lebih kuat dari baja.
Dan yang lebih mencengangkan lagi adalah materi ini tingkat kepadatannya hanya sekitar 5% dari baja yang berarti material ini jauh lebih ringan dari baja.
Sebagai gambaran saja bahwa hingga saat ini material terkeras yang berhasil ditemukan manusia adalah berlian dengan tingkat kekerasan 10 skala mohs diukur menggunakan hardness tester. Sedangkan baja sekitar 6 - 7 skala mohs tergantung campuran pembuatnya, nah material baru ini diklaim 10 kali lebih kuat dibandingkan baja.
Material ini dibuat dengan memanfaatkan serpihan grafena dimana dalam keadaan aslinya mempunyai bentuk lembaran tipis yang dibentuk dari atom karbon dan disusun dalam dua dimensi.
Dalam bentuk 2D grafena mempunyai kekuatan 200 kali lebih kuat dari baja. Material ini bahkan merupakan material tertipis di bumi (1 juta kali lebih tipis dari rambut manusia) dengan sifatnya yang sangat konduktif.
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, pengaplikasian grafena juga semakin berkembang. Para peneliti sudah mengetahui kekuatan karbon bila digunakan dalam komposisi yang tepat. Namun grafena merupakan material yang sulit untuk dibangun dalam bentuk 3D karena biasanya hanya dibuat dalam lembaran tipis.
Material ini terlalu sulit untuk dibuat menjadi bentuk 3D sehingga sulit untuk diaplikasikan pada kendaraan, bangunan dan sebagainya sehingga sulit untuk dimanfaatkan. Hal ini yang menjadi tantangan bagi para peneliti untuk tetap mempertahankan kekuatan grafena dalam bentuk 3D.
Untuk itu para peneliti mencoba menggunakan model plastik 3D untuk meneliti jenis struktur seperti apa yang menjadi bentuk terkuat grafena ketika mendapat tekanan. Untuk melakukannya para peneliti menggunakan mesin pencetak 3D dengan resolusi tinggi untuk menentukan konfigurasi yang tepat. Setelah itu model tersebut akan diuji secara mekanis untuk mengetahui elastisitas dan daya tahan terhadap tekanan.
Para peneliti mengkompresi serpihan - serpihan kecil grafena untuk membuat model geometri yang diinginkan dan berdasarkan sejumlah uji coba yang dilakukan memperoleh sebuah kesimpulan. Bentuk spons layaknya batu karang (diatom) menjadi desain yang paling kuat hingga saat ini untuk grafena.
Dalam model ini grafena mempunyai luas permukaan yang lebih besar dalam proporsi volumenya yang kemudian dapat ditarik kesimpulan bahwa kekuatan tersebut ditentukan oleh bentuk material bukan dari jenis materialnya.
Dengan bentuk geometri yang tepat maka material apapun dapat digunakan untuk membentuk kekuatan yang baik. Dengan bentuk geometri yang tepat pula maka logam atau polimer lain dapat mencapai kekuatan maksimalnya.
Dengan begitu akan didapatkan penggunaan yang efisien namun dengan kekuatan terbaiknya, sebagai contohnya sebuah jembatan beton mungkin saja dibuat menggunakan bentuk berpori, sehingga lebih kuat namun lebih ringan.
Ada cara lainnya lagi yaitu dengan menggabungkan grafena bersama - sama untuk membentuk struktur 3D, namun susunan blok tersebut tidak terhubung secara kovalen sehingga bentuknya masih relatif lemah.
Namun desain tersebut tidak ditujukan untuk menggantikan logam atau menggantikan baja karena logam memiliki sifat yang unik. Material baru ini masih belum digunakan karena mempunyai sifat pengikisan yang terlalu cepat dan untuk memproduksinya membutuhkan karbon dalam jumlah banyak sehingga berpotensi mencemari lingkungan.
0 komentar:
Posting Komentar