STEM TODAY

Sekuat 10 Kali Lipat dari Baja dan Seringan ¼ dari Karbon Fiber

December 30, 2017

1183

Akhir pekan terakhir di tahun 2017 ini STEM-Z akan membahas mengenai material yang sangat ajaib, jika selama ini kita tahu material yang memiliki kekuatan tinggi pasti memiliki beban yang berat juga seperi baja dan besi, namun kali ini para peneliti dari MIT (Massachusetts Institue of Technology)berhasil menciptakan material baru yang sangat ringan tetapi memiliki kekuatan yang sangat kuat.

para ilmuwan dari MIT membuatnya dari material dasar graphene yang memang kita kenal sebagai material terkuat yang ada saat ini. Serpihan serpihan graphene mereka olah menggunakan printer 3 Dimensi sehingga menjadi seperti bentuk spons yang mirip dengan bentuk batu karang koral. Dengan desain bentuk berongga inilah para ilmuwan berhasil membuat material ini 20 kali lebih ringan dari baja.

Bahan yang dibuat oleh peneliti dari MIT adalah Graphene, sebelumya STEM-Z akan sedikit menjelaskan apa itu Graphane . Graphene bukanlah material silikon atau material lain yang telah ada sebelumnya. Graphene dibentuk oleh struktur kristal yang benar-benar terlihat dua dimensi. Graphene merupakan material transparan tertipis, teringan namun terkuat sekalipun dibandingkan dengan material yang terlihat lebih padat seperti baja atau bahkan berlian.

“Apa yang telah kami lakukan adalah mewujudkan transformasi material 2D ini menjadi struktur 3 Dimensi,” demikian ungkap Markus Buehler dilansir dari CNet. Markus Buehler adalah kepala Department of Civil and Environmental Engineering MIT sekaligus menjadi salah satu penulis jurnal ilmiah penelitian terkait yang dirilis di Science Advances.

Dalam simulasi terakhir , menata ulang atom-atom Graphene dengan cara tertentu bisa meningkatkan kekuatannya dalam bentuk 3 Dimensi. Namun, ketika peneliti mencoba membuat material ini di laboratorium, hasilnya sering jauh lebih lemah dari yang diperkirakan.

Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti turun ke bagian paling dasar, yaitu menganalisis struktur tingkat atom. Setelah itu para peniliti menciptakan sebuah model matematika yang secara akurat dapat memprediksi cara membuat material baru ini. Mereka menggunakan jumlah panas dan tekanan yang tepat untuk menghasilkan struktur labirin melangkung, yang pertama kali dijelaskan ilmuwan NASA pada 1970, yang dikenal sebagai gyroid. “Setelah menciptakan struktur 3D ini, kami ingin melihat batasnya. Material sekuat apa yang mungkin kita bisa ciptakan,” kata Zhao Qin, salah satu peneliti di MIT. Ini menghasilkan sebuah struktur kuat dan stabil yang menyerupai beberapa jenis karang dan alga kecil yang disebut diatom.

Resep utama inovasi ini bukan semata-mata terletak dari digunakannya salah satu material terkuat di Bumi yakni graphene. Justru inovasi sebenarnya terletak lebih kepada desain struktur yang unik dan kuat. Bahkan Buehler menambahkan “Anda dapat mengganti jenis material dengan apapun juga. Geometri menjadi faktor dominan. Ini memiliki potensi untuk ditransfer ke banyak hal.” Buehler juga menyarankan untuk mengaplikasikan geometri ini ke logam atau komposit polimer lain. Seperti mungkin dapat digunakan pada struktur bangunan jembatan sehingga dapat membuatnya kebih ringan, namun sekaligus memiliki efek insulasi yang lebih baik pula.

Hebat ya NextGeners inovasi yang diciptakan MIT ini, STEM-Z membayangkan jika besi-besi berat untuk bangunan dapat diganti dengan material ini pasti lebih bagus. Jika kalian memiliki ide inovasi seperti yang dilakukan para peneliti di MIT ini kita tunggu NextGeners untuk berinovasi di bidang Product Design Engineering.