Ilmuwan menciptakan kaca oksida dengan kekuatan yang belum pernah ada sebelumnya melalui teknik parakristalisasi. Penemuan ini menjanjikan revolusi dalam dunia teknologi kaca.
Cekricek.id - Kaca telah lama menjadi bagian dari kehidupan kita, namun kerapuhannya sering menjadi batasan utama dalam pemanfaatannya. Namun, sebuah inovasi terbaru mungkin akan mengubah pandangan kita tentang kaca.
Para ilmuwan telah berhasil menciptakan kaca oksida dengan kekuatan yang belum pernah dilihat sebelumnya. Melalui proses parakristalisasi, mereka mampu mengubah struktur kaca aluminosilikat sehingga mampu menahan tekanan yang sangat tinggi.
Meski kaca memiliki banyak keunggulan sebagai material teknologi modern, kerapuhannya sering menjadi batu sandungan. Banyak penelitian yang berusaha meningkatkan kekuatan kaca tanpa menghilangkan keunggulannya, namun hasilnya belum memuaskan.
Namun, sebuah artikel di jurnal ilmiah Nature Materials mengungkap pendekatan baru. Menggunakan kaca oksida yang memiliki struktur internal yang kurang teratur, tim peneliti dari Jerman dan Cina telah berhasil memberikan struktur baru pada kaca ini.
Dengan bantuan teknologi bertekanan tinggi dan suhu tinggi di Institut Penelitian Bavaria untuk Geokimia Eksperimental dan Geofisika, mereka mampu mengubah susunan atom silikon, aluminium, boron, dan oksigen untuk membentuk struktur mirip kristal yang dikenal sebagai "parakristalin".
Struktur ini unik karena berada di antara struktur kristal yang teratur dan struktur amorf yang tidak teratur. Analisis menggunakan teknik spektroskopik dan perhitungan teoritis menunjukkan keadaan perantara ini dengan jelas.
Yang menarik, meski tekanan dan suhu dikembalikan ke kondisi normal, struktur parakristalin tetap ada dalam kaca. Hasilnya, kekuatan kaca meningkat pesat, mencapai nilai hingga 1,99 ± 0,06 MPa (m)¹/², sebuah rekor untuk kaca oksida.
Para peneliti menjelaskan bahwa kekuatan luar biasa ini muncul karena gaya dari luar yang biasanya menyebabkan kaca pecah sekarang terutama diarahkan pada struktur parakristalin. Struktur ini kemudian bertransformasi kembali menjadi keadaan acak amorf, memberikan kaca plastisitas internal yang lebih besar.
Dr. Hu Tang, penulis utama studi ini, menyatakan optimisme tentang penemuan ini. "Penemuan kami menyoroti strategi efektif untuk mengembangkan material kaca yang tahan kerusakan," ujarnya.
Sementara itu, Prof. Dr. Tomoo Katsura dari Institut Penelitian Bavaria menambahkan bahwa peningkatan kekuatan kaca melalui parakristalisasi menunjukkan bahwa perubahan struktural pada tingkat atom dapat mempengaruhi sifat kaca oksida secara signifikan.
Dengan potensi besar ini, kaca sebagai material memiliki masa depan yang cerah dan belum sepenuhnya dimanfaatkan.
Sebagai catatan akhir, referensi dari penelitian ini adalah "Toughening oxide glasses through paracrystallization" oleh Hu Tang dan koleganya, diterbitkan pada 7 Agustus 2023 di Nature Materials dengan DOI: 10.1038/s41563-023-01625-x.
Dengan terobosan seperti ini, kita dapat berharap bahwa kaca di masa depan tidak hanya akan lebih kuat, tapi juga lebih fleksibel dalam berbagai aplikasi. Sebuah langkah maju yang menjanjikan dalam dunia sains dan teknologi.
