Ilmuwan Temukan Material Sekeras Berlian, Cocok untuk Mobil dan Pesawat Luar Angkasa

JAKARTA - Para ilmuwan berhasil menemukan zat yang hampir tidak bisa pecah dan dapat menyaingi berlian sebagai bahan paling keras di Bumi.

Temuan ini membuka pintu bagi pengembangan bahan multifungsi yang dapat digunakan untuk industri. Di antaranya pelapis pelindung untuk mobil dan pesawat luar angkasa, alat pemotong yang tahan lama, panel surya, dan fotodetektor.

Dilansir dari The Standard, Sabtu (16/12/2023), para peneliti menemukan ketika molekul karbon dan nitrogen dikenakan panas dan tekanan ekstrem, bahan yang dihasilkan, yang dikenal sebagai karbon nitrida, lebih tangguh daripada boron nitrida kubik, bahan kedua terkeras setelah intan.

"Ketika menemukan material karbon nitrida baru ini, kami tidak percaya telah menghasilkan material yang telah menjadi impian peneliti selama tiga dekade terakhir,” ujar Dr Dominique Laniel, peneliti di Institute for Condensed Matter Physics and Complex Systems, School of Physics and Astronomy, di University of Edinburgh.



Para peneliti telah mencoba membuka potensi karbon nitrida sejak tahun 1980-an, setelah memperhatikan sifat luar biasa bahan ini, termasuk ketahanan tinggi terhadap panas. Namun, setelah lebih dari tiga dekade penelitian dan berbagai upaya untuk mensintesisnya, belum ada hasil yang dapat dipercaya.

Terobosan baru ini tak hanya muncul dari buah pikiran Dr Dominique Laniel. Dia bekerja bersama tim ilmuwan University of Edinburgh dan ahli dari University of Bayreuth, Jerman, dan University of Linkoping, Swedia.

Tim peneliti mengekspos berbagai bentuk molekul karbon nitrogen pada tekanan antara 70 dan 135 gigapascal – sekitar satu juta kali tekanan atmosfer kita – sambil memanaskannya hingga suhu lebih dari 1.500 derajat Celsius.

Untuk mengidentifikasi susunan atom senyawa di bawah kondisi ini, sampel-sampel tersebut disinari oleh sinar-X intens di tiga akselerator partikel – European Synchrotron Research Facility di Prancis, Deutsches Elektronen-Synchrotron di Jerman, dan Advanced Photon Source berbasis di Amerika Serikat.

Peneliti menemukan bahwa tiga senyawa karbon nitrida ditemukan memiliki blok bangunan yang diperlukan untuk kekerasan super. Mereka menemukan bahwa ketiga senyawa tersebut tetap mempertahankan kualitas mirip berlian saat kembali ke kondisi tekanan dan suhu ambien.



Perhitungan dan eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahan baru ini memiliki properti tambahan termasuk fotoluminesensi dan kerapatan energi tinggi, di mana sejumlah besar energi dapat disimpan dalam sejumlah kecil massa.

Peneliti mengatakan potensi aplikasi karbon nitrida ultra-kompresibel ini sangat besar, yang dapat menempatkannya sebagai bahan rekayasa ultimate untuk menyaingi intan.

Dr Florian Trybel, asisten profesor di Departemen Fisika, Kimia, dan Biologi di University of Linkoping, mengatakan, material ini tidak hanya luar biasa dalam multifungsinya, tetapi juga menunjukkan bahwa fase-fase yang relevan secara teknologi dapat dipulihkan dari tekanan sintesis setara dengan kondisi yang ditemukan ribuan kilometer di dalam bumi. "Kami sangat yakin penelitian kolaboratif ini akan membuka kemungkinan baru untuk bidang ini."