MATERIAL TERKUAT DI BUMI, ADA DALAM SEBATANG PENSIL

 

 

Kamu pasti sudah nonton salah satu serial film Marvel, Black Panther bukan? Dalam film itu diceritakan sebuah kota bernama Wakanda, yang juga merupakan tempat Black Panther berada. Wakanda adalah sebuah negeri paling maju dan paling canggih di seluruh dunia karena disana merupakan satu-satunya tempat di bumi yang memiliki material terkuat di alam semesta, yakni VIBRANIUM . 

 

Vibranium ditambang dan dikeloka sendiri oleh penduduk Wakanda, bahkan untuk melindungi material ini, negeri wakanda sampai menutup diri dari dunia luar, hingga menciptakan pelindung bagi wilayah negaranya agar tak terdeteksi satelit. Pertanyaannya adalah, apakah Vibranium benar-benar ada di dunia nyata, jawabanya adalah tidak, vibranium hanya ada di dunia Marvel. Namun jika melihat sifat-sifat Vibranium, maka di dunia nyata ada sebuah material yang mirip dengan Vibranium, dan material inilah yang akan kita bahas kali ini.

 

 
Sebagaimana yang diceritakan oleh Marvel, Vibranium adalah material terkuat di alam semesta, yang berasal dari luar bumi. Pada salah satu narasi, diungkapkan bahwa 10.000 tahun yang lalu ada sebuah meteor berukuran besar yang mengandung mineral langka Vibranium yang menghantam Bumi. Meteor ini jatuh di dataran afrika tempat Wakanda berada, sehingga material ini tidak ditemukan di tempat lain selain di Wakanda dan jumlahnya sangat terbatas. 

 

Vibranium memiliki sifat khas yaitu bisa menyerap getaran dan melepaskannya kembali dengan kekuatan yang sama. Vibranium tidak bisa ditembus peluru, ringan, elastis dan sangat kuat, material inilah yang menjadi bahan utama kostum Black Panther dan perisai milik Captain Amerika. Vibranium berasal dari kata Vibra dan nium, Vibra merujuk pada istilah Vibrasi yang artinya getaran dan -nium adalah sebuah imbuhan yang biasa digunakan para ilmuan untuk menyebut material baru yang berupa logam. Nama tersebut merujuk pada sifat khasnya yaitu mampu menyerap getaran / vibrasi.

Kita tahu bahwa hampir semua film bertema fiksi ilmiah di masa kini, selalu terinspirasi oleh hal-hal yang benar-benar ada di dunia nyata dengan pengembangan narasi yang lebih maju. Film-film fiksi ilmiah modern bahkan dibuat dengan melibatkan para pakar sains hingga para ilmuwan sebagai rujukan dalam setiap narasi dan alur ceritanya. Maka tak ayal, banyak penggemar serial Marvel khususnya Avenger mempertanyakan soal material Vibranium ini, apakah material semacam itu ada di dunia nyata. 

 

Menjawab pertanyaan tersebut, seorang profesor Ilmu dan Teknik Material dari Drexel University Amerika Serikat bernama Yuri Gogotsi, ia mengatakan, "Kita bisa bilang bahwa dengan probabilitas tinggi tidak ada bahan alami yang memiliki sifat tersebut." Yuri juga menambahkan, bahwa "Seperti yang kita ketahui, semua unsur yang ada di alam semesta sama seperti yang ada di bumi, tidak ada mineral dari logam murni yang memiliki keunggulan yang sama dengan Vibranium."

 

 
Sependapat dengan apa yang dikatakan Yuri, seorang profesor teknik Metalurgi dan Materi dari Montana Tech Amerika Serikat bernama William Gleason, ia mengungkapkan, "Singkat cerita, jawabannya adalah tidak. Logam adalah unsur. Mereka mengikuti urutan kuantum (tabel periodik unsur) dan tidak ada logam baru yang akan ditemukan, tidak peduli planet mana Anda berada." 

 

Meski begitu, Gleason menyebut bahwa bahan serupa vibranium bisa diciptakan, "Menyerap jenis energi itu bukanlah masalah, karena hampir semua materi akan melakukannya dengan cara tertentu. Masalahnya adalah seberapa cepat energi dapat diserap," ujarnya. Gleason menambahkan, "Banyak bahan yang bisa menyerap gelombang, namun partikel mengumpulkan sejumlah besar energi yang tidak bisa didistribusikan ke material lain sebelum terjadi perubahan besar." Gleason menyimpulkan, sekali ada terlalu banyak energi, entah itu berasal dari gelombang atau partikel yang diserap, maka kebanyakan benda akan meleleh.

James Kakalios, penulis buku "The Physics of Superheroes", menyampaikan bahwa material yang mirip dengan Vibranium adalah Grafena, "Karena semua ikatannya sangat kuat di dalam grafena... jadi sangat sulit untuk menghancurkannya," ujar Kakalios. Kakalios adalah seorang profesor fisika dan astronomi dari University of Minnesota, dan karyanya sering memadukan sains nyata dan fiksi. 

 

Grafena atau juga sering sisebut Graphene adalah sebuah material yang sangat dekat dengan kehidupan kita bahkan telah banyak kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Sadar atau tidak, grafena adalah jenis unsur yang terkandung dalam grafit, yaitu bahan utama yang digunakan untuk membuat pensil. Ya pensil, grafena ada dalam pensil yang sering kamu gunakan untuk menulis atau menggambar, itu artinya material terkuat di muka bumi ada dalam sebatang pensil, itu juga yang saya gunakan dalam pemberian jusul artikel kali ini.

PENELITIAN TENTANG GRAPHENE
Berbicara tentang material bernama graphene, sebenarnya secara teoritis material ini telah banyak diperbincangkan oleh ilmuwan-ilmuwan terkemuka dunia sejak tahun 1940-an. Karena pada masa itu tekhnologi belum semaju saat ini, dimana manusia sudah bisa memecah material hingga ukuran yang sangat kecil, yaitu nanometer. Karena itulah peneltian tentang Graphene di masa lalu tak banyak mencapai perkembangan dan hanya meyisakan berkas-berkas di laci para ilmuwan. 

 

Di masa ini, para ilmuwan kembali melirik material yang konon pernah digadang-gadang bakal dinobatkan sebagai material terkuat di dunia. Banyak penelitian yang telah dilakukan penelitian terhadap material graphene, meski masih dalam skala kecil, namun terbukti penelitian-penelitian yang dilakukan ini telah menunjukkan kemajuan yang pesat, bahkan banyak fakta-fakta tersembunyi dari material Graphene mulai diketahui dan membuat para ilmuwan tercengang.

 

 
Profesor Andre Konstantinovich Geim, seorang peneliti dari Universitas of Manchester, pada tahun 2002 mulai tertarik dan menaruh minat pada penelitian material Graphene. Ia kemudian mengajak seorang mahasiswa Ph.D yang berada dalam bimbingannya yaitu Profesor Kostya Novoselov untuk membantu penelitiannya tersebut. 

 

Salah satu problem utama dalam penelitian Graphene adalah bagaimana membuat sampel 2 dimensi dari material ini, Profesor Andre Geim dan Profesor Kostya kemudian melakukan pengikisan sebanyak-banyaknya lapisan pada sebongkah grafit. Penelitian ini sangat sederhana, karena mereka hanya menggunakan selembar selotip yang ditempelkan ke sebongkah grafit, dan didapatkanlah jejak grafit yang sangat tipis menempel pada selotif tersebut. Dari penelitian yang sederhana inilah akhirnya didapatkan Graphene tipis utuh untuk pertama kalinya dalam sejarah penelitian graphene yang pernah dilakukan di seluruh dunia.

Dari hasil penelitian Geim dan Novoselov, ditemukan fakta bahwa graphene merupakan satu-satunya material padat yang memiliki bentuk dua dimensi, karena selama ini kebanyakan material selalu berwujud 3 dimensi. Penelitian inipun menghasilkan sebuah lapisan tipis dari graphene yang perbandingannya seperti sehelai rambut yang dibelah menjadi 10 juta bagian, sangat tipis, bahkan ditemukan fakta bahwa graphene hanya memiliki ketebalan 1 buah atom. 

 

Dari penelitian ini, Geim dan Novoselov dihadiahi Penghargaan Nobel Fisika tahun 2010 untuk penemuan mereka di bidang material grafena. Penghargaan ini diberikan, karena kedua peneliti tersebut telah membuka cakrawala baru untuk penelitian dibidang material Graphene dan membuka jalan bagi peneliti-peneliti lain untuk mengungkap lebih banyak rahasia yang tersimpan dalam graphene yang sampai saat ini belum diketahui.

Menurut komite Nobel Fisika dari Royal Swedish Academy of Science, penelitian graphene tersebut membuka potensi pengembangan satelit, pesawat, dan mobil masa depan dengan material yang sangat kuat tetapi ringan. Selain itu, wujud material yang transparan juga berpotensi untuk digunakan sebagai layar sentuh, sel surya, dan komponen komputer yang lebih efisien. "Ini punya potensi mengubah hidup Anda seperti halnya yang terjadi dengan plastik. Ini sungguh mengejutkan," ujar Geim. 

 

Nobel Fisika semakin meyakinkan ilmuwan dan pelaku industri di seluruh dunia bahwa masa depan graphene sangat cerah. Buat Novoselov, penghargaan Nobel Fisika ini tergolong mengejutkan karena usianya masih sangat muda (36 tahun), bahkan tercatat sebagai penerima Nobel termuda sejak tahun 1973. Selain Nobel, kedua ilmuwan ini menerima hadiah sebesar 10 juta Kronor (sekitar Rp 14 miliar) pada 10 Desember 2010, yaitu saat peringatan kematian Alfred Nobel, orang yang menggagas dan mendanai penghargaan paling bergengsi di bidang sains ini

GRAPHENE DIJULUKI "WONDER MATERIAL"
Meskipun sangat tipis, bahkan disebut sebagai material tertipis di dunia (ketebalannya hanya 1 atom), ternyata Graphene merupakan material terkuat di dunia. Material ini bahkan diklaim 200 kali lebih kuat dari besi dan lebih keras daripada berlian. Kekuatan dan kekerasan material ini berbanding terbalik dengan berat dan kelenturannya. 

 

Walaupun sangat keras, Graphene ternyata lebih ringan dari bulu paling ringan sekalipun dan lebih lentur dari plastik sehingga dapat dengan mudah dibentuk menjadi berbagai macam bentuk. Selain itu, Graphene memiliki konduktivitas - kemampuan suatu media dalam menghantarkan listrik - 200 kali lebih baik daripada silikon, begitu juga kemampuan menghantarkan panasnya. Tak ayal, material ini digadang-gadang sebagai "wonder material" dan diprediksi akan mengubah berbagai industri sepenuhnya di masa-masa mendatang.

Les Johnson dan Joseph E. Meany, dua ilmuwan yang juga menelti Graphene, mereka menjelaskan bahwa material ini dibuat dari bahan dasar grafit yang kemudian dipisahkan secara kimiawi. Sebagian besar berubah menjadi bubuk, dan para ilmuwan masih mencari cara bagaimana mengubahnya menjadi lembaran seperti plastik. 

 

Graphene terdiri dari satu lembar atom karbon yang tersusun dalam pola heksagonal, sehingga memiliki kaeakteristik yang sangat fleksibel, namun seratus kali lebih kuat dari baja. Mereka mengibaratkan, semisal ada selembar plastik yang terbuat dari graphene, maka apabila ada seekor gajah yang berdiri diatas sebatang pensil yang diletakkan diatas lembaran graphene ini, niscaya lembaran graphene ini akam mampu menahannya. 

 

Salah satu alasan mengapa benda ini masih belum banyak digunakan adalah karena keterbatasan ilmu pengetahuan. Bahkan teknologi untuk memproses graphene masih belum maksimal dan masih butuh penelitian lebih lanjut.