Courtesy of QuantaMagazine
Mengungkap Rahasia dan Masa Depan Quasicrystal yang Ajaib dan Stabil
Mengungkap mekanisme pembentukan dan stabilitas quasicrystal serta mendorong pengembangan metode pembuatan dan aplikasi praktisnya yang selama ini sulit dipahami dan diterapkan secara luas.
18 Agt 2025, 07.00 WIB
12 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Quasicrystals memiliki struktur non-repeating yang menantang pemahaman fisika dan kimia.
- Penelitian terbaru menunjukkan bahwa quasicrystals dapat stabil secara termodinamika, menjelaskan bagaimana mereka terbentuk.
- Kemajuan dalam sintesis dan karakterisasi quasicrystals membuka peluang aplikasi baru dalam berbagai bidang.
Ann Arbor, Amerika Serikat - Quasicrystal adalah bahan eksotis yang ditemukan pertama kali pada tahun 1982 dan dikenal karena pola atomnya yang unik, membentuk pola yang tidak pernah berulang secara sempurna. Pola ini menantang hukum fisika dan matematika karena atom-atomnya mampu membentuk susunan yang rumit tanpa pengulangan, layaknya teka-teki yang sangat sulit dipecahkan oleh ilmuwan.
Sebelum penemuan quasicrystal, fisikawan dan matematikawan sudah mencoba memahami pola quasiperiodik yang ditemukan oleh Roger Penrose, yang menciptakan pola tiling berbasis pentagonal yang tidak dapat mengisi bidang secara berulang. Penemuan Dan Shechtman kemudian membuktikan bahwa struktur tersebut benar-benar ada di alam, membuat dunia fisika dan kimia terkejut dan membuka babak baru penelitian tentang bahan ini.
Para peneliti dari Universitas Michigan berhasil membuktikan bahwa beberapa quasicrystal memiliki stabilitas termodinamika, yang berarti atom-atom dalam bahan ini tidak memiliki kecenderungan untuk berubah ke struktur yang lebih rendah energinya. Penelitian ini menggunakan metode density functional theory (DFT) dengan komputasi eksaskala, yang sebelumnya tidak pernah dilakukan pada bahan non-periodik seperti quasicrystal.
Selain itu, metode baru menggunakan partikel mikrometer bernama Dynabeads memungkinkan ilmuwan untuk mengamati pembentukan quasicrystal secara langsung pada skala optik, sebuah terobosan besar dalam memahami mekanisme pembentukannya. Temuan lain yang menarik adalah keberadaan fenomena antiferromagnetisme pada quasicrystal, yang sebelumnya dianggap tidak mungkin muncul dalam struktur aperiodik.
Dengan perkembangan dalam pemahaman dan metode produksi, quasicrystal mulai menunjukan potensi aplikasi praktis seperti lapisan anti lengket untuk alat masak, penguat baja pada perangkat medis, serta pengaman anti-pemalsuan. Masa depan materi ini menjanjikan penelitian interdisipliner yang melibatkan matematika, fisika, kimia, dan seni untuk terus menggali keajaiban yang dimilikinya.
--------------------
Analisis Kami: Penelitian ini merupakan terobosan besar dalam memahami stabilitas intrinsik quasicrystal yang sebelumnya dipandang mustahil karena sifat mereka yang non-periodik. Dengan pendekatan komputasi dan eksperimen yang inovatif, kini kita bisa membayangkan quasicrystal bukan hanya sebagai objek penelitian teoritis, tetapi juga bahan yang siap dikembangkan untuk aplikasi nyata.
--------------------
Analisis Ahli:
Wenhao Sun: Quasicrystal adalah bahan yang stabil secara termodinamika, yang menjelaskan bagaimana mereka dapat terbentuk tanpa perlu pemahaman matematis tinggi dari atom-atomnya.
Sharon Glotzer: Studi ini sangat inovatif karena berhasil menerapkan DFT pada struktur non-periodik, membuka jalan bagi penelitian masa depan.
Michael Widom: Penemuan stabilitas quasicrystal menjawab pertanyaan dasar mengapa struktur ini ada secara alami.
Brennan Sprinkle: Metode menggunakan Dynabeads memungkinkan observasi dan kontrol proses pembentukan quasicrystal secara langsung, yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan.
--------------------
What's Next: Kemajuan dalam pemahaman dan metode produksi quasicrystal akan membuka peluang untuk aplikasi industri skala besar serta perkembangan teknologi baru yang memanfaatkan sifat unik bahan ini.
Referensi:
[1] https://www.quantamagazine.org/quasicrystals-spill-secrets-of-their-formation-20250818/
[1] https://www.quantamagazine.org/quasicrystals-spill-secrets-of-their-formation-20250818/
Pertanyaan Terkait
Q
Apa itu quasicrystals?A
Quasicrystals adalah material eksotis dengan struktur atom yang membentuk pola tidak berulang, seperti pentagon dan dekagon.Q
Siapa yang menemukan quasicrystals dan kapan?A
Quasicrystals ditemukan oleh Dan Shechtman pada tahun 1982.Q
Apa metode yang digunakan untuk mempelajari quasicrystals dalam penelitian terbaru?A
Metode yang digunakan adalah density functional theory (DFT) untuk menghitung energi permukaan dan bulk dari quasicrystals.Q
Apa aplikasi potensial dari quasicrystals?A
Quasicrystals berpotensi digunakan dalam pelapis anti lengket, penguat baja, dan tag anti-palsu untuk karya seni.Q
Mengapa quasicrystals sulit untuk dipahami dan diproduksi?A
Quasicrystals sulit dipahami dan diproduksi karena struktur mereka yang tidak teratur dan sifat-sifat unik yang dimiliki.Artikel Serupa
Sains
2 bulan lalu
114 dibaca
Mengungkap Geometri Kuantum Dalam Kristal: Jalan Baru ke Superkonduktor Masa Depan
Sains
3 bulan lalu
85 dibaca
Penemuan Kristal Baru Zangenite Ubah Pandangan Tentang Pembentukan Kristal
Sains
4 bulan lalu
59 dibaca
Penemuan Partikel Ketiga: Parapartikel dan Masa Depan Fisika Kuantum
Sains
4 bulan lalu
120 dibaca
Ketidakpastian Tak Terpecahkan: Batas Akhir Prediksi Masa Depan Alam Semesta
Sains
4 bulan lalu
111 dibaca
Mengungkap Rahasia Logam Aneh dengan Quantum Fisher Information
Sains
4 bulan lalu
56 dibaca