Nationalgeographic.co.id — Para ilmuwan dari University of Chicago telah menemukan material baru yang dapat dibuat seperti plastik, tetapi memiliki sifat logam. Material ini memiliki kemampuan menghantarkan listrik seperti logam.
Laporan temuan ini telah diterbitkan di Nature dengan judul "Intrinsic glassy-metallic transport in an amorphous coordination polymer."
Penelitian menunjukkan bagaimana membuat sejenis bahan yang fragmen molekulnya tercampur dan tidak teratur, tetapi masih dapat menghantarkan listrik dengan sangat baik. Ini bertentangan dengan semua aturan yang kita ketahui tentang konduktivitas.
Bagi seorang ilmuwan, ini seperti melihat mobil melaju di atas air dan masih melaju dengan kecepatan 112 kmh. Tapi temuan itu juga bisa sangat berguna, jika Anda ingin menemukan sesuatu yang revolusioner, prosesnya sering kali pertama dimulai dengan menemukan materi yang sama sekali baru.
"Pada prinsipnya, ini membuka desain kelas baru bahan yang menghantarkan listrik, mudah dibentuk, dan sangat kuat dalam kondisi sehari-hari," kata John Anderson, profesor kimia di University of Chicago dan penulis senior dalam penelitian ini.
"Pada dasarnya, ini menunjukkan kemungkinan baru untuk kelompok bahan teknologi yang sangat penting," kata Jiaze Xie (PhD'22, sekarang di Princeton), penulis pertama makalah tersebut.
Para peneliti menjelaskan, tidak ada teori yang kuat untuk menjelaskan ini. Bahan konduktif sangat penting jika Anda membuat segala jenis perangkat elektronik, apakah itu iPhone, panel surya, atau televisi.
Sejauh ini kelompok konduktor tertua dan terbesar adalah logam: tembaga, emas, aluminium. Kemudian, sekitar 50 tahun yang lalu, para ilmuwan mampu membuat konduktor yang terbuat dari bahan organik, menggunakan perlakuan kimia yang dikenal sebagai "doping", yang menaburkan atom atau elektron yang berbeda melalui bahan tersebut.
Ini menguntungkan karena bahan ini lebih fleksibel dan lebih mudah diproses daripada logam tradisional, tetapi masalahnya adalah bahan ini tidak terlalu stabil; mereka dapat kehilangan konduktivitasnya jika terkena kelembaban atau jika suhu menjadi terlalu tinggi.
Tetapi pada dasarnya, kedua konduktor logam organik dan tradisional ini memiliki karakteristik yang sama. Mereka terdiri dari deretan atom atau molekul yang lurus dan padat.
Ini berarti elektron dapat dengan mudah mengalir melalui material, seperti mobil di jalan raya. Faktanya, para ilmuwan mengira suatu bahan harus memiliki barisan yang lurus dan teratur ini agar dapat menghantarkan listrik secara efisien.
Kemudian Xie mulai bereksperimen dengan beberapa bahan yang ditemukan bertahun-tahun yang lalu, tetapi sebagian besar diabaikan. Dia merangkai atom nikel seperti mutiara menjadi untaian molekuler yang terbuat dari karbon dan belerang, dan mulai menguji.
Yang mengejutkan para ilmuwan, bahan itu dengan mudah dan kuat menghantarkan listrik. Terlebih lagi, itu sangat stabil.
"Kami memanaskannya, mendinginkannya, mengeksposnya ke udara dan kelembaban, dan bahkan meneteskan asam dan basa di atasnya, dan tidak ada yang terjadi," kata Xie.
"Itu sangat membantu untuk perangkat yang harus berfungsi di dunia nyata."
Tetapi bagi para ilmuwan, hal yang paling mencolok adalah bahwa struktur molekul bahan itu tidak teratur. "Dari gambaran fundamental, yang seharusnya tidak bisa menjadi logam," kata Anderson. "Tidak ada teori yang kuat untuk menjelaskan ini."
Xie, Anderson, dan lab mereka bekerja dengan ilmuwan lain di sekitar universitas untuk mencoba memahami bagaimana bahan tersebut dapat menghantarkan listrik.
Setelah pengujian, simulasi, dan kerja teoretis, mereka berpikir bahwa bahan tersebut membentuk lapisan, seperti lembaran dalam lasagna. Sekalipun lembaran-lembaran itu berputar ke samping, tidak lagi membentuk tumpukan lasagna yang rapi.
Elektron masih dapat bergerak secara horizontal atau vertikal, selama potongan-potongan itu bersentuhan. Hasil akhirnya belum pernah terjadi sebelumnya untuk bahan konduktif.
"Ini hampir seperti Play-Doh konduktif, Anda bisa memasukkannya ke tempatnya dan itu menghantarkan listrik," kata Anderson.
Baca Juga: Ilmuwan Menyaring Logam Berat dari Air Menggunakan Limbah Tanaman
Baca Juga: Selidik Logam Mulia: Dari Manakah Asal Emas Melimpah di Bumi Saat Ini?
Baca Juga: Asteroid Kaya Logam Dekati Bumi, Ilmuwan Selidiki Potensi Penambangan
Para ilmuwan sangat gembira karena penemuan ini menunjukkan prinsip desain baru yang fundamental untuk teknologi elektronik. Konduktor sangat penting sehingga hampir semua perkembangan baru membuka jalur baru untuk teknologi.
Salah satu karakteristik material yang menarik adalah pilihan baru untuk diproses. Misalnya, logam biasanya harus dilebur untuk dibuat menjadi bentuk yang tepat untuk sebuah chip atau perangkat, yang membatasi apa yang dapat Anda buat dengannya, karena komponen lain dari perangkat harus mampu menahan panas yang dibutuhkan untuk memprosesnya.
Sementara, bahan baru ini tidak memiliki batasan seperti itu karena dapat dibuat pada suhu kamar. Ini juga dapat digunakan di mana kebutuhan akan perangkat atau bagian perangkat untuk menahan panas, asam atau alkalinitas, atau kelembaban sebelumnya membatasi pilihan para insinyur untuk mengembangkan teknologi baru.