Courtesy of InterestingEngineering

Metode Pencetakan 3D Satu Langkah Revolusioner untuk Superkonduktor Berperforma Tinggi

Mengembangkan metode pencetakan 3D satu langkah untuk menciptakan superkonduktor berperforma tinggi secara efisien, sehingga dapat meningkatkan aplikasi teknologi medis, magnet MRI, dan perangkat kuantum.

27 Agt 2025, 05.43 WIB

280 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Metode pencetakan 3D baru ini memungkinkan produksi superkonduktor berkinerja tinggi dengan lebih efisien.
Struktur porous yang dihasilkan meningkatkan sifat magnetik superkonduktor seperti niobium nitride.
Kerja sama antar disiplin ilmu di Cornell menunjukkan potensi besar dalam pengembangan material kuantum.

Ithaca, Amerika Serikat - Para peneliti di Cornell University mengembangkan teknik pencetakan 3D yang hanya membutuhkan satu tahap untuk membuat superkonduktor dengan performa terbaik. Proses ini menggunakan tinta khusus yang terdiri dari kopolimer dan nanopartikel, yang dapat mengatur diri sendiri saat dicetak. Setelah pencetakan, bahan tersebut dipanaskan sehingga terbentuk superkonduktor kristalin berpori yang siap digunakan.

Keunggulan utama dari metode ini adalah penyederhanaan proses produksi. Metode tradisional biasanya harus melalui beberapa tahapan seperti sintesis bahan terpisah, persiapan bubuk, pencampuran perekat, dan pemanasan berulang. Metode baru ini menggabungkan semua langkah tersebut menjadi satu, sehingga lebih cepat, efisien, dan mengurangi potensi kesalahan.

Salah satu hasil paling menonjol ditemui pada bahan niobium nitrida, di mana struktur berpori yang terbentuk berhasil meningkatkan medan magnet kritis atas mencapai 40–50 Tesla. Ini merupakan nilai tertinggi yang pernah dilaporkan untuk bahan tersebut dan sangat penting untuk aplikasi seperti magnet medis MRI dan perangkat kuantum.

Keunggulan lain metode ini adalah adanya peta korelasi antara massa molar polimer dengan performa superkonduktor yang dihasilkan. Hal ini memudahkan para ilmuwan untuk merancang material dengan sifat yang tepat sesuai kebutuhan tanpa harus melakukan eksperimen trial and error yang lama.

Tim peneliti berencana mengembangkan teknik ini ke bahan superkonduktor lain seperti titanium nitrida dan mencoba bentuk bentuk 3D yang lebih kompleks serta unik. Peningkatan area permukaan pada struktur berpori juga berpotensi sangat berguna untuk riset materi kuantum dan pengembangan perangkat masa depan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/one-step-3d-printing-superconductors

Analisis Kami

"Pendekatan inovatif ini menunjukkan bahwa mengintegrasikan ilmu material lunak dengan teknik pencetakan 3D dapat membuka paradigma baru dalam desain dan fabrikasi superkonduktor. Suksesnya pengaturan struktur di berbagai skala bisa menjadi kunci untuk mencapai properti material yang belum pernah terjadi sebelumnya dan mempercepat adopsi teknologi kuantum serta medis."

Analisis Ahli

Ulrich Wiesner

"Metode ini memetakan performa superkonduktor pada parameter desain polimer, memungkinkan kontrol presisi atas properti material."

Bruce van Dover

"Pendekatan ini mengatasi batasan metode konvensional dengan menyatukan proses dalam satu langkah, meningkatkan efisiensi dan kemungkinan bentuk yang rumit."

Sol Gruner

"Teknik ini tidak hanya menyederhanakan pembuatan, tapi juga mengoptimalkan performa superkonduktor melalui struktur pori nanoskopik yang unik."

Prediksi Kami

Metode pencetakan 3D one-step ini akan merevolusi produksi superkonduktor, memungkinkan pengembangan perangkat medis dan kuantum dengan performa tinggi dan biaya produksi lebih efisien serta membuka jalan bagi inovasi dalam materi kuantum dan geometri 3D kompleks.