Terinspirasi Iron Man, Ilmuwan Ciptakan Material dengan Kekuatan Super dan Ringan

JAKARTA - Para ilmuwan berhasil menciptakan supermaterial lima kali lebih ringan namun empat kali lebih kuat dari baja. Siapa sangka, temuan ini ternyata terinpirasi dari sosok Iron Man.

Material tersebut menggabungkan struktur rumit dari DNA dan kaca. Menjadikannya bahan terkuat yang pernah ada di dunia dari sisi kepadatannya.

Dilansir dari ZME Science, Selasa (24/10/2023), selama ini pencarian bahan yang sempurna seimbang antara kekuatan dan ringan selalu menjadi tantangan. Kedua karakteristik ini sering terlihat bertentangan satu sama lain, namun hal itu tidak selalu harus terjadi. Temuan para ilmuwan di Universitas Connecticut, Universitas Columbia, dan Brookhaven National Lab, adalah buktinya.

Terinpirasi Iron Man

Temuan luar biasa ini terinspirasi dari sosok superhero Iron Man yang memiliki baju super. Ringan tapi memiliki kekuatan luar biasa menahan beban berat. Berangkat dari sini sejumlah ilmuwan bekerja. Membuat proyek sains bersama dengan hasil luar biasa.



"Saya adalah penggemar berat film-film Iron Man , dan saya selalu bertanya-tanya bagaimana cara menciptakan baju zirah yang lebih baik untuk Iron Man. Harus sangat ringan agar dia bisa terbang lebih cepat. Harus sangat kuat untuk melindunginya dari serangan musuh,” kata Oleg Gang, ilmuwan nanomaterial di Universitas Columbia.

Inti dari material super yang diciptakan Gang dan para koleganya terletak pada memanfaatkan kekuatan bawaan kaca. Alasan mengapa kaca mudah pecah biasanya berkaitan dengan kekurangan dalam strukturnya, seperti retakan atau atom yang hilang. Namun, dalam bentuknya yang paling murni dan sempurna, sepotong kecil kaca dapat menahan tekanan yang akan membuat bahan terberat dan paling kokoh hancur.

Hanya saja, membuat potongan kaca besar dan sempurna sangat menantang. Itulah mengapa ketika menggunakan kaca sebagai bahan struktural, ukuran kurang dari satu mikrometer hampir selalu sempurna. Dan karena lebih ringan dari banyak logam dan keramik, struktur yang terbuat dari kaca nano berukuran kecil yang begitu sempurna ini kuat dan sangat ringan.

“Bahan baru kami lima kali lebih ringan namun empat kali lebih kuat dari baja. Jadi, nanogitter kaca kami akan jauh lebih baik daripada bahan struktural lainnya untuk menciptakan baju zirah yang diperbarui untuk Iron Man," ujarnya.

Untuk membentuk partikel kaca murni menjadi kerangka 3D, para peneliti menggunakan DNA sebagai landasan. Bayangkan kerangka rumah, tetapi alih-alih kayu atau baja, semuanya terbuat dari DNA. Kerangka DNA yang merakit diri ini berfungsi sebagai tulang belakang, di mana para ilmuwan dengan cermat menerapkan lapisan kaca. Keseimbangan halus ini menghasilkan bahan yang kuat namun ringan, mencapai kekuatan dan kepadatan yang sebelumnya dianggap tidak mungkin.



"Kemampuan untuk menciptakan nanomaterial kerangka 3D yang dirancang menggunakan DNA dan memineralisasinya membuka peluang besar untuk mengembangkan sifat mekanik. Namun, masih diperlukan banyak penelitian sebelum kita dapat menggunakannya sebagai teknologi," kata Gang.

Selanjutnya, para peneliti berencana membuat bahan yang bahkan lebih kuat menggunakan struktur DNA. Misalnya, menggantikan keramik karbida dengan kaca bisa menghasilkan bahan dengan rasio kekuatan terhadap berat yang lebih baik. Mengubah struktur DNA juga dapat secara signifikan meningkatkan rasio ini.