Rabu, 09 Januari 2013

Teknologi Bahan Terbaru: Metamaterial Yang Eksotis


Teknologi Bahan Terbaru: Metamaterial Yang Eksotis



pantulan bahan
           














 Metamaterials mengungkapkan beberapa properti yang paling menarik yang pernah dilihat pada
bahan dan akan memiliki potensi untuk mengubah industri dengan cara yang mendasar. 
Aplikasi bisa sangat luas mulai dari ilmu pengetahuan, teknologi informasi dan komunikasi, 
dan bahkan bidang seni.
            Metamaterials adalah bahan buatan rekayasa teknologi manusia yang memiliki struktur
geometris yang dibangun dari bahan mikroskopis yang dapat direkayasa. Tujuannya adalah agar
bahan baru tersebut
dapat mengarahkan cahaya, suara, dan (gelombang lainnya) dengan cara yang bermanfaat.

Metamaterial Tembus Pandang
            Seorang ahli bahan dapat menggunakan geometri, ukuran dan susunan struktur
material untuk menciptakan efek yang berbeda dari aslinya. Salah satu contoh klasik
adalah penggunakan array kumparan tembaga untuk jubah tembus pandang pada obyek
2D sehingga ketika disinari dengan frekuensi tertentu dari gelombang elektro magnetik,
seperti Duke University pada tahun 2006, obyek tersebut akan mampu menghilang dari
pandangan manusia.
Masalah dengan perangkat Universitas Duke 2006 adalah bahwa ia hanya bekerja untuk
benda 2D dan di satu frekuensi tunggal microwave.
            Jika kita ingin membuat sesuatu yang kasat mata, kita perlu untuk membuatnya
bekerja:
1. dalam spektrum terlihat,
2. di pita lebar cahaya tampak,
3. untuk objects 3D
            Dan pada tahun 2012, teknolog sekarang telah dapat menciptakan jubah microwave
untuk bentuk obyek dasar 3D. Para ahli juga telah mampu membuatnya bekerja pada pita
lebar (yaitu tidak hanya satu frekuensi tunggal tetapi di berbagai frekuensi). Saat ini juga
tengah diujicoba metamaterial pertama yang akan dapat beroperasi di spektrum cahaya
terlihat menggunakan tebal 15 sampai 35 nanometer lapisan perak dan silsesquioxane
hidrogen (sejenis kaca).
            Ini membutuhkan mungkin 5 tahun sebelum kita bisa mencapai karakteristik
pita lebar, 3D, spektrum visual pada metamaterial yang akan dapat dipakai pada benda
normal dan mata manusia.  Dan kemudian 5 tahun lagi untuk mencari tahu bagaimana skala
manufaktur untuk objek skala besar. Salah satu idenya adalah dengan menggunakan
bio teknologi sintetis untuk menghasilkan bakteri yang mampu mencetak lapisan
nanometer ke permukaan bahan untuk memberikan daya tembus terukur dan murah.   

Metamaterial untuk Gelombang Jenis Lainnya
            Metamaterials memperoleh sifat eksotis mereka dengan berinteraksi dengan
gelombang dengan cara khusus. Ternyata, anda juga dapat menerapkan konsep yang
sama dengan jenis lain dari gelombang menggunakan metamaterials.
            Anda dapat membuat jubah untuk: radar (itu hanya gelombang radio), akustik
(menyembunyikan anda dari Sonar), gelombang seismik (yang akan membantu anda
memblokir/mengalirkan gelombang gempa yang masuk ke bangunan).
            Yang paling akhirnya, metamaterial memungkinkan kita untuk menyembunyikan
objek dari bentuk yang paling dikenal terhadap kemungkinan serangan untuk pertahanan
militer (menyembunyikan obyek strategis dan lain-lain). Meskipun demikian metamaterial
bukan hanya tentang tembus pandang visual - membuat bangunan anda "tak terlihat",
namun juga untuk gelombang gempa agar bisa masuk desain bangunan standar dalam 10
tahun. Cloaking wifi Anda / sel jaringan dari interference dari jaringan lainnya bisa
meningkatkan bandwidth jaringan dan mengurangi latency. Sebagian juga bisa untuk cloaking
permukaan monitor anda agar dapat mengurangi ketegangan mata dan menghapus refleksi.   

Metamaterial untuk Lensa Super
            Di sinilah yang akan benar-benar menarik, metamaterials juga dapat
 menghasilkan banyak efek di luar efek cloaking. Tergantung pada, ukuran pengaturan
geometri, dan bahan-bahan yang digunakan, adalah mungkin untuk membuat lensa
super yang memungkinkan kita untuk melampaui batas difraksi lensa normal.
            Paling minimal: membuat chip lebih kecil melalui lensa resolusi tinggi, mikroskop
super, dan atau lensa kamera telepon mobile yang lebih baik. Transfer daya nirkabel yang
lebih fokus, pencitraan satelit yang lebih baik, sel surya yang lebih efisien, laser yang lebih
fokus dan masih terbuka untuk alat-alat lainnya yang memiliki lensa.
            Namun untuk saat sekarang, teknologi lensa super masih terbatas pada satu
frekuensi dan belum ke spektrum cahaya terlihat tapi rintisan ini telah dibuka. Selanjutnya
lensa super dapat diterapkan pula pada jenis gelombang lainnya, akustik, seismik dan
magnetik misalnya mikrofon yang sangat peka sekaligus aman untuk perangkat mobile.   

Metamaterial untuk bidang Mekanika
            Metamaterial dapat membalikkan index bias cahaya (ilustrasi gambar), namun
teknologi terbaru juga mengungkapkan bahwa metamaterial juga dapat digunakan untuk
membalikkan sifat-sifat bahan di luar bidang optik (karakter mekaniknya).
            Sebagai contoh, ketika metamaterial kita tekan ke dalam sepotong busa elastis
atau balon, normalnya, busa akan tertekuk ke dalam. Namun dengan metamaterial, kita
dapat membuat busa menyembul ke arah luar menuju arah gaya datang/melawan tekanan
 jari kita! Jadi sifat mekanisnya juga terbalik. Ini adalah penemuan terbaru yang dibuat pada
tahun 2012. Aplikasi akan sangat luas meliputi: teknologi sneakers/sepatu yang lebih nyaman,
casing mobile phone yang lebih baik yang tidak pecah ketika anda menjatuhkannya, roda
yang lebih efisien untuk mobil dan pelindung tubuh yang lebih baik (mungkin baju anti peluru yang lebih kuat).   

Antena WIFI yang lebih baik.
            Intelektual Ventures Nathan Myhrvold baru-baru ini menemukan antena metamaterials,
yang akan membantu meningkatkan bandwith koneksi internet anda. Masing-masing unsur
antena metamaterial dapat disetel untuk mengarahkan gelombang radio. Demikian juga, ini
berarti ponsel yang lebih baik karena menghemat energi. Dan di sisi operator ponsel ini
berarti membuat transceiving data yang lebih hemat daya.        
 
Membalik Arah Waktu
            Salah satu teori liar yang juga berkembang karena hadirnya metamaterial adalah
proses untuk membalik arah waktu. Maksudnya ? Seperti kita ketahui, jika anda
menjatuhkan handphone anda dan kemudian pecah berantakan, sedikit  yang bisa anda
lakukan. Namun dengan metamaterial, sebuah benda bisa dipasang semacam blue print
komponennya (atau semacam DNA teknis). Hal ini memungkinkan rekonstruksi ulang
handphone anda ke keadaan semula. Bukan dengan merakit ulang komponennya namun
dengan membalik karakteristik bahannya pada level mikroskopis.

Eksperimen Lainnya

Quantum Levitation

            Tarian berikutnya dari metamaterial 
adalah ketika penemuan lain dari teori bahan 
akan mengerucut dan mempengaruhi atau saling 
mempengaruhi. Teori itu datang dari 
teori Bossen Einstein, yakni ketika suatu 
bahan didinginkan pada suhu mutlak 
(sekitar -273 derajad Celcius) akan 
membuat bahan tersebut mengungkapkan 
karakteristik asli dari atom-atom penyusunnya. 
Jadi, di sisi yang lebih eksperimental, 
metamaterial dapat menciptakan bahan 
campuran besi yang bisa melayang 
secara statis (levitasi quantum) yang 
telah menjadi daya tarik tersendiri karena 
teori di bidang ini masih belum terpecahkan 
sepenuhnya (quantum mechanic). 
Tetapi fenomenanya telah hadir. Aplikasinya? 
Sistem transportasi yang lebih efisien, mungkin 
semacam kereta magnet yang lebih cepat dan 
hemat energi karena tidak dibutuhkan tenaga magnet untuk mengangkatnya. 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar