PORTALSULTRA.COM-Metamaterial adalah bahan yang mempunyai struktur tertentu sehingga mempunyai sifat yang tak biasa yang tak dimiliki oleh benda alamiah yakni mempunyai indeks bias negatif. Semua benda di alam ini yang memiliki sifat optik seperti kaca gelas, air, dan sejenisnya mempunyai indeks bias positif sehingga jika seberkas sinar datang padanya akan dibiaskan.
Benda dengan indeks bias positif akan membelokkan cahaya sehingga bayangan benda seperti sedikit memendek, sedangkan jika dilihat melewati benda metamaterial yang berindeks bias negative akan seperti dicerminkan, lihat gambar di bawah ini. Gambar di sebelah kiri adalah gelas berisi air dan gambar sebelah kanan adalah gelas yang dilapisi dengan metameterial sehingga pipet yang dimasukan di dalamnya terlihat berbeda. Sifat unik inilah yang akan dimanfaatkan untuk membuat benda menghilang dari pandangan mata jika dilapisi dengan bahan metamaterial.
Gambar 1 Ilustrasi melihat bahan melalui metamaterial. Kiri gelas berisi air, kanan gelas yang dilapisi dengan metamaterial
Sesungguhnya kita bisa melihat benda sebab benda tersebut memantulkan cahaya yang kemudian ditangkap oleh mata kita. Mata manusia merespon cahaya tampak dengan frekuensi 390 samapi 700 nanometer. Seseorang bisa menghilang dari pandangan kita jika semua cahaya yang menuju padanya tidak dipantulkan tapi dibelokkan sedemikian rupa sehingga yang terlihat mata hanya obyek yang berada dibelakang benda tersebut. Pada tahun 2014 grup peneliti dari Universitas Rochester (AS) mendemonstrasikannya melalui kombinasi 4 lensa seperti pada di bawah ini. Obyek yang terletak antara lensa 2 dan 3 tidak dapat terlihat. Hanya bagian belakangnya yang terlihat.
Jika melihat melalui lensa maka bagian badan yang segaris dengan lensa tidak akan kelihatan. Pada gambar tersebut mata orang tak terlihat, yang terlihat justru yang dibelakangnya. Jadi membuat benda menghilang dari pandangan mata sebetulnya adalah dengan memanipulasi
Gambar 2 Kombinasi 4 lensa yang dapat mendemonstrasikan bahwa obyek di antara lensa 2 dan 3 tidak terlihat. Hanya bagian belakangnya yang dapat terlihat [1]
Pada tataran praktis, penggunaan lensa tidak dapat dimungkinkan. Kita memerlukan dalam bentuk pakaian. Metamaterial adalah solusinya. Pakaian diukir atau dilapisi dengan logam seperti emas, timah, tembaga atau logam lain dengan bentuk tertentu sehingga sinar akan dibelokkan sedemikian rupa hingga yang kelihatan hanya bagian belakangnya. Saintis sudah banyak membuat kemajuan dalam riset ini. Baru-baru ini tahun 2015 Xingjie Ni dkk.
Dari Universitas California (AS) telah berhasil membuat lapisan tipis yang terbuat dari ukiran emas berbentuk kotak dengan ketebalan 80 nanometer yang mana lapisan emas tersebut diukir di atas kaca magnesium florida (MgF2) yang lentur dan dibelakangnya diletakkan lapisan emas. Lapisan tersebut kemudian ditembakkan dengan cahaya tampak dengan panjang gelombang 730 nanometer. Dari eksperimen dapat dibuktikan bahwa obyek dibelakangnya yaitu lapisan emas tebal menjadi tak kelihatan dan menjadi tembus pandang.
Riset ini adalah salah satu langkah yang paling realistis untuk membuat baju yang dapat membuat orang menghilang dari pandangan manusia. Riset ini membuka peluang untuk segera mewujudkan baju yang membuat orang memakainya tak kelihatan. Semua bagian yang ditutup baju tersebut menghilang dari pandangan mata.
Gambar 2 Grup peneliti dari Universitas California yang membuat metamaterial sebagai lapisan penghilang (cloaking) terbuat dari ukiran emas berbentuk persegi panjang dengan ketebalan 80 nanometer. Bahan metamaterial terlihat pada bagian kanan [2]
Aplikasi kemiliteran yang paling banyak mengiginkan dapat membuat baju yang memungkinkan prajurit tidak dapat dilihat baik oleh mata telanjang maupun dengan kamera infra merah, atau pun dengan kamera sensor suhu. Baju tentara dapat diukir dengan motif tertentu yang mana motif tersebut sesungguhnya dapat menyebabkannya tak mudah terlihat.
Inilah impian tiap institusi kemiliteran yakni membuat prajuritnya dapat menyusup tanpa ketahuan pandangan manusia, kamera pemantau, kamera inframerah, kamera sensor suhu, dll. Saintis dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendekati mimpi tersebut.
Teori metamaterial tidak terlalu sulit. Ada rumusan sederhana hubungan antara ukuran konduktor dan panjang gelombang yang dapat dibelokkan. Metamaterial ini bisa menjadi judul tugas akhir penelitian mahasiswa S-1 atau S-2. Seorang mahasiswa Fisika bisa lebih mudah memahaminya di bawah bimbingan khusus. Siswa SMA dapat mempersiapkan diri merajut mimpi untuk berperan dalam perlombaan teknologi melalui belajar sains khususnya Fisika.
Penulis : Dr Eng La Agusu MSi
[1] Choi, J.S. and Howell, J. C., 2014, Paraxial ray optics cloaking, Optics Express, Vol. 22, No. 24, pp. 29465-29478 DOI: 10.1364/OE.22.029465
[2] Ni, X., Wong, Z. J., Mrejen, M., Wang, Y., Zhang, X., (2015), An ultrathin invisibility skin cloak for visible light, Science, Vol. 349, No. 6254. DOI: 10.1126/science.aab1233
Komentar