Wuih, Logam Makin Keras dan Lentur

KOMPAS.com — Jangan menyepelekan hal yang tampaknya kecil. Ujaran itu berlaku pada teknologi nano. Rekayasa pada unsur seukuran 10 pangkat (-9) meter ini telah banyak mengubah tatanan terkait materi. Kiprahnya pun telah merambah berbagai sudut segi kehidupan.

Jurnal ilmiah Nature baru-baru ini memuat hasil penelitian para ahli materi tentang bagaimana suatu materi logam bisa menjadi lebih kuat dan sekaligus lentur.

Para ahli ilmu materi sudah mengetahui bahwa kekuatan logam atau kerapuhan logam ditentukan oleh interaksi dislokasi. Proses interaksi dislokasi ini merupakan sebuah pertukaran tak beraturan dari garis-garis bersilangan yang bergerak, berlipat di dalam kristal-kristal metalik. Apa yang terjadi pada logam ketika dilakukan rekayasa pada skala nano? Adakah cara tertentu, dengan memanipulasi struktur nano, bisa menghasilkan logam yang lebih kuat dan lebih lentur?

Seperti dirilis oleh situs ScienceDaily.com pada Jumat (9/4) lalu, para ilmuwan dari Brown University ternyata telah menemukan caranya. Dalam paper dalam majalah ilmiah Nature, Huajian Gao dan sejumlah peneliti dari University of Alabama dan China menuliskan laporan mereka tentang mekanisme yang mengatur tercapainya puncak kekuatan (tertinggi) dari logam dalam struktur nano.

Mereka menunjukkan dengan membuat simulasi tiga dimensi (3-D) yang memperlihatkan butir-butir yang terbelah dari logam dalam struktur nano. Dengan cara itu, Gao serta timnya mengetahui bahwa proses dislokasi tersebut ternyata mampu mengatur dirinya sendiri dengan tingkat keteraturan yang tinggi (highly ordered).

Bak untaian kalung

Bentuk keteraturan itu tampak seperti pola untaian kalung (mutiara) di sepanjang materi (logam). Proses nukleasi (menjadi seperti nukleus-inti atom) pola dislokasi tersebut menurut para ilmuwan adalah merupakan bagian paling dominan dalam menentukan puncak kekuatan (the peak strength).

Menurut Gao, profesor dari Brown University, penemuan tersebut akan membuka pintu ke arah terciptanya suatu jenis logam yang lebih lentur. ”Ini adalah sebuah teori baru mengenai cara mengatur kekuatan materi dalam ilmu materi. Penemuan ini penting karena dia berhasil menyingkap suatu mekanisme dari kekuatan materi yang sifatnya amat unik dalam bentuk struktur nano,” katanya.

Dengan membelah butiran logam menggunakan teknik khusus, potongan-potongannya kemungkinan menunjukkan batas-batas dalam butiran yang dirujuk oleh para ilmuwan sebagai batas-batas kembar (twin boundaries).

Penyusun laporan dari China menciptakan batas kembar dalam tembaga (copper) dan menganalisis ruang yang tercipta di antara batas-batas tersebut saat mereka melakukan penelitian.