Nationalgeographic.co.id—Molekul merupakan gabungan dari dua atau lebih atom. Ukurannya masih kecil hingga sulit dilihat dengan mata telanjang. Sebelumnya pada Mei 2021, para ilmuwan berhasil memotret atom bersolusi tinggi untuk pertama kali.
Jika ilmuwan sudah bisa memotret benda terkecil itu, bukanlah tidak mungkin untuk memvisualisasikan struktur molekul kecil dengan jelas. Penemuan terbaru mengungkapkan teknologi canggih untuk memberi gambaran molekul. Tujuannya supaya bisa membuat potensi lebih luas untuk penerapan kehidupan sehari-hari untuk pengetahuan tentang plastik dan obat-obatan.
Visualisasi molekul dengan jelas itu dilaporkan para peneliti di jurnal Nano Letters pada 12 April 2022. Temuan ini jadi teknik untuk penelitian lain untuk mempelajari fitur, reaksi, proses kimia, dan bagaimana menyintensis senawa kimia molekul.
"Struktur molekul sangat mendasar untuk fungsinya," ujar Pinshane Huang, pemimpin penelitian dari Department of Materials Science and Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign, AS. "Apa yang telah kami lakukan dalam pekerjaan kami adalah memungkinkan untuk melihat struktur itu secara langsung."
Pengembangan untuk melihat molekul yang dilakukan adalah berkat kemajuan signifikan dalam teknologi elektro kriogenik, jelas para peneliti. Mikroskop itu bisa membantu ahli biologi membukukan molekul besar (makromolekul) untuk mendapat gambar berkualitas tinggi dari strukturnya.
"Pertanyaan yang saya miliki adalah: Apa yang mencegah mereka melakukan hal yang sama untuk molekul kecil?" terang Huang dalam rilis University of Illionis-Champaign. “Jika kami bisa melakukannya, Anda mungkin dapat memecahkan struktur (dan) mencari cara untuk mensintesis senyawa alami yang dibuat oleh tumbuhan atau hewan. Ini bisa menjadi sangat penting, seperti pejuang penyakit yang hebat."
Yang menjadi kendala bagi para peneliti, molekul kecil seringkali berukuran 100 atau bahkan 1.000 kali lebih kecil dari molekul besar. Inilah tantangan mereka untuk mendeteksi, walau sangat sulit.
Huang dan para mahasiswanya mulai menggunakan metodologi molekul bersar yang ada sebagai titik awal. Tujuannya agar bisa mengembangkan teknik pencitraan untuk membuat struktur molekul yang lebih kecil bisa muncul.
Selain itu, molekul kecil punya sinyal pencitraan yang mudah dipengaruhi oleh lingkungan sekitarnya. Mereka menggunakan es yang biasanya berfungsi sebagai lapisan perlindungan dari lingkungan keras mikroskop elektron, tetapi pada molekul kecil menggunakan cara lain untuk menjaga struktur molekul kecil tetap terjaga.
Huang dan tim memanfaatkan grafena, yakni satu lapisan lembaran datar tipis di mana setiap atom karbonnya memiliki ikatan sp pangkat dua dan dikemas rapat. Grafena punya bentuk kisi sarang lebah segi enam yang rapat, sehingga bisa menghilangkan reaksi merusak selama pencitraan molekul. Singkatnya, cara ini menstabilkan lingkungan molekul kecil yang sebenarnya baru salah satu masalah yang harus ditangani.
Lalu para peneliti harus membatasi penggunaan elektron, serendah seperjuta jumlah pemilihan yang biasanya digunakan untuk menerangi molekul. Elektron dosis rendah berguna memastikan molekul masih cukup bergerak untuk ditangkap gambar oleh para peneliti.
"Cara yang saya suka memikirkannya adalah molekul tidak suka dibombardir oleh pemilihan energi yang lebih tinggi," terang Blanka Janicek, peneliti pasca-doktoral di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley di Berkeley, yang menjadi rekan peneliti.