image featured from : unsplash.com
Para peneliti akhirnya berhasil membangun struktur nanopartikel yang telah lama dicari, membuka pintu ke material baru dengan sifat khusus.
Alex Travesset tidak memiliki laboratorium penelitian berkilau yang dilengkapi dengan instrumen paling canggih untuk menyelidiki bahan nano baru dan mengukur sifat uniknya.
Konsep Struktur Nanoteknologi
Nanomaterial baru dapat memiliki karakteristik optik, mekanik, dan elektronik yang berguna.
Para peneliti akhirnya berhasil membangun struktur nanopartikel yang telah lama dicari, membuka pintu ke material baru dengan sifat khusus.
Alex Travesset tidak memiliki laboratorium penelitian berkilau yang dilengkapi dengan instrumen paling canggih untuk menyelidiki bahan nano baru dan mengukur sifat uniknya.
Alih-alih menggunakan instrumen laboratorium tradisional, Alex Travesset, seorang profesor fisika dan astronomi di Iowa State University dan afiliasi dari Laboratorium Nasional Ames Departemen Energi AS, mengandalkan model komputer, persamaan, dan gambar untuk memahami perilaku bahan nano baru.
Ketika dia bergabung dengan sebuah proyek penelitian, dia sering menyumbangkan analisis terperinci dari perakitan nanopartikel menggunakan metode komputasi ini. Keahlian Travesset dalam fisika teoretis memungkinkannya untuk memberikan wawasan dan pemahaman yang berharga tentang proses kompleks yang bekerja dalam bahan nano.
Contoh kasus: Perhitungan dan ilustrasi “Chiral Tetrahedra” Travesset yang merupakan bagian dari makalah penelitian yang baru saja diterbitkan oleh jurnal Nature. Perhitungan tersebut menunjukkan bagaimana penguapan terkontrol dari larutan yang mengandung nanopartikel emas berbentuk tetrahedron pada substrat silikon padat dapat berkumpul menjadi struktur dua lapis berbentuk kincir.
Ternyata struktur nano itu kiral, artinya tidak identik dengan bayangan cerminnya. (Contoh klasiknya adalah tangan dan pantulannya. Ibu jari berakhir di sisi yang berlawanan sehingga satu tangan tidak dapat ditumpangkan pada tangan lainnya. Itu adalah kiralitas.)
Travesset mengatakan menghasilkan struktur nano yang stabil dengan sifat kiral adalah masalah besar.
Para peneliti telah mencoba menyusun struktur nano kiral selama hampir 20 tahun – kira-kira selama para peneliti mempelajari struktur nano. Struktur seperti itu dapat menghasilkan bahan yang direkayasa secara khusus dengan “karakteristik optik, mekanik, dan elektronik yang tidak biasa,” menurut makalah Nature.
Travesset, yang diperkenalkan dengan peneliti utama proyek dari University of Illinois Urbana-Champaign selama konferensi ilmiah virtual, bahkan tidak yakin struktur kiral baru ini bisa ada di dunia nyata.
“Ini adalah struktur yang sangat terbuka,” katanya. “Biasanya, dengan nanopartikel, struktur ini tidak pernah stabil.”
Tapi yang ini “disatukan oleh berbagai jenis gaya elektrostatis,” kata Travesset. “Mereka tidak biasa dalam kontinuitas mereka.”
Kiralitas struktur dimungkinkan dengan diapit dalam dua substrat berbeda – udara di bagian atas dan permukaan padat di bagian bawah. Pengukuran optik di University of Michigan menguatkan kiralitas dengan melaporkan efek chiro-optik yang sangat kuat sebagai respons terhadap cahaya terpolarisasi.
“Struktur yang sangat terbuka dengan respons optik kiral ini sangat penting,” kata Travesset. “Orang-orang telah mencoba melakukan ini sejak lama. Tetapi strukturnya selalu tidak stabil atau tidak dapat direalisasikan. Ini adalah contoh pertama dari pencapaian ini.”
Sekali lagi, masalah besar.
“Sebagai seorang ahli teori yang bekerja dalam semua hal nanopartikel, saya selalu tertarik pada bagaimana menyusun susunan nanopartikel yang bersifat kiral,” kata Travesset
“Topologi dan fisika unik” dari struktur nano kiral ini, “membuat perakitan sendiri dari partikel nano sangat dicari namun menantang,” menurut makalah Nature.
Travesset mengatakan para peneliti dalam kelompok penelitian akan membangun penemuan mereka, belajar lebih banyak tentang sifat struktur nano dan, berpotensi, bagaimana mereka dapat digunakan dalam, katakanlah, pelapis untuk aplikasi optik.
Untuk ahli teori partikel nano yang bekerja dengan model, persamaan, dan angka mereka, Travesset mengatakan masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan.
“Meskipun beberapa keberhasilan, teori entah bagaimana tertinggal,” katanya. “Kami belum berada dalam posisi di mana kami dapat merancang bahan berbasis nanopartikel dari model teoretis/komputasi saja. Faktanya, saya dan kolega lain mengadakan lokakarya selama delapan minggu untuk mengatasi tantangan ini.”
Milano – UKDW 2018
Be the first to comment