Para ilmuwan Temukan Bahan Baru yang Dapat Menyerap dan Melepaskan Energi dalam Jumlah Besar

MASSACHUSETTS, Pesisirnews.com - Tim peneliti dari University of Massachusetts Amherst dalam Prosiding National Academy of Sciences mengumumkan bahwa mereka telah merekayasa zat padat seperti karet baru yang memiliki kualitas mengejutkan.

Karet itu dapat menyerap dan melepaskan energi dalam jumlah yang sangat besar. Dan itu dapat diprogram.

Secara keseluruhan, material baru ini sangat menjanjikan untuk beragam aplikasi, mulai dari memungkinkan robot memiliki lebih banyak daya tanpa menggunakan energi tambahan, hingga helm baru dan material pelindung yang dapat membuang energi lebih cepat.

Baca Juga:

• Prof Dr MA Hannan dari Malaysia Dapat Pengakuan sebagai Ilmuwan Paling Berpengaruh di Dunia
• Ilmuwan Menemukan Struktur Multi Dimensi Alam Semesta pada Otak Manusia

"Bayangkan karet gelang," kata Alfred Crosby, profesor ilmu dan teknik polimer di UMass Amherst dan penulis senior makalah tersebut.

"Anda menariknya, dan ketika Anda melepaskannya, ia terbang melintasi ruangan. Sekarang bayangkan karet gelang super. Saat Anda meregangkannya melewati titik tertentu, Anda mengaktifkan energi ekstra yang tersimpan di dalam bahan tersebut. Saat Anda membiarkan karet gelang ini bergerak, ia terbang sejauh satu mil."

Baca Juga:

• Gempar! Ilmuwan Temukan Sidik Jari Genetik Spesies Tak Dikenal dalam DNA Manusia
• Presiden Jokowi: Dunia Dihadapkan pada Kemungkinan Kenaikan Harga Pangan dan Energi

Karet gelang hipotetis ini terbuat dari metamaterial baru -- zat yang direkayasa untuk memiliki sifat yang tidak ditemukan dalam bahan alami -- yang menggabungkan zat elastis seperti karet dengan magnet kecil yang tertanam di dalamnya.

Bahan "elasto-magnetik" baru ini memanfaatkan sifat fisik yang dikenal sebagai pergeseran fasa untuk sangat memperkuat jumlah energi yang dapat dilepaskan atau diserap bahan, seperti dikutip dari University of Massachusetts Amherst, yang dimuat phys.org, Jumat (4/2/2022).

Pergeseran fase terjadi ketika material bergerak dari satu keadaan ke keadaan lain: bayangkan air berubah menjadi uap atau beton cair yang mengeras menjadi trotoar. Setiap kali suatu material menggeser fasenya, energi dilepaskan atau diserap.

Dan pergeseran fase tidak hanya terbatas pada perubahan antara keadaan cair, padat, dan gas -- pergeseran dapat terjadi dari satu fase padat ke fase padat lainnya. Pergeseran fase yang melepaskan energi dapat dimanfaatkan sebagai sumber daya, tetapi mendapatkan energi yang cukup selalu menjadi bagian yang sulit.

"Untuk memperkuat pelepasan atau penyerapan energi, Anda harus merekayasa struktur baru pada tingkat molekuler atau bahkan atom," kata Crosby.

[br]

Namun, ini menantang untuk dilakukan dan bahkan lebih sulit dilakukan dengan cara yang dapat diprediksi.

Tetapi dengan menggunakan metamaterial, Crosby mengatakan bahwa "kami telah mengatasi tantangan ini, dan tidak hanya membuat material baru, tetapi juga mengembangkan algoritma desain yang memungkinkan material ini diprogram dengan respons spesifik, membuatnya dapat diprediksi."

Tim terinspirasi dari beberapa respons secepat kilat yang terlihat di alam: perangkap lalat Venus dan semut rahang perangkap yang terkunci.

Penelitian ini didukung oleh US Army Research Laboratory dan US Army Research Office serta Harbin Institute of Technology, Shenzhen (HITSZ).

Hasil penelitian diharapkan memiliki aplikasi dalam skenario apapun yang memerlukan dampak kekuatan tinggi atau respons secepat kilat.

"Kami telah membawa ini ke tingkat berikutnya," kata Xudong Liang, penulis utama makalah tersebut, yang saat ini menjadi profesor di Institut Teknologi Harbin, Shenzhen (HITSZ) di Cina.

"Dengan menanamkan magnet kecil ke dalam bahan elastis, kita dapat mengontrol transisi fase metamaterial ini. Dan karena pergeseran fase dapat diprediksi dan berulang, kita dapat merekayasa metamaterial untuk melakukan apa yang kita inginkan: baik menyerap energi dari dampak besar, atau melepaskan energi dalam jumlah besar untuk gerakan eksplosif." (PNC)

Prof Dr MA Hannan dari Malaysia Dapat Pengakuan sebagai Ilmuwan Paling Berpengaruh di Dunia

Ilmuwan Menemukan Struktur Multi Dimensi Alam Semesta pada Otak Manusia

Gempar! Ilmuwan Temukan Sidik Jari Genetik Spesies Tak Dikenal dalam DNA Manusia

Presiden Jokowi: Dunia Dihadapkan pada Kemungkinan Kenaikan Harga Pangan dan Energi

PLTGU Riau Beroperasi, PLN: Kolaborasi Percepat Transisi Energi Ramah Lingkungan

Ilmuwan Mengamati Sebuah Planet Raksasa yang Masih dalam Proses Pembentukan