Bayangkan mobil yang bisa menyesuaikan kekuatannya tergantung seberapa keras benturan terjadi. Bukan sihir, tapi hasil sains mutakhir.
Ilustrasi: clockworky/PixabayRingkasan
- Ilmuwan menciptakan metamaterial 3D cetak yang dapat beradaptasi terhadap berbagai tingkat benturan.
- Bahan ini memanfaatkan struktur kisi unik yang bisa memutar dirinya untuk menyerap energi secara efisien.
- Potensinya mencakup industri otomotif, dirgantara, dan bahkan teknologi penyerap energi masa depan.
TIM ilmuwan dari Skotlandia dan Italia mengembangkan bahan baru bernama adaptive twisting metamaterial, bahan 3D cetak yang dapat “memutar dirinya sendiri” untuk menyerap energi tabrakan secara optimal.
Teknologi ini bisa jadi terobosan besar dalam sistem keamanan mobil dan pesawat masa depan.
Selama ini, sebagian besar bahan pelindung kendaraan bersifat statis—dirancang untuk jenis benturan tertentu saja. Akibatnya, sistem keamanan tidak selalu efektif dalam menghadapi situasi nyata yang bervariasi.
Kini, riset gabungan University of Glasgow dan Politecnico di Torino menghadirkan konsep baru: bahan pelindung yang bisa beradaptasi secara mekanis, tanpa perlu sistem elektronik atau hidrolik rumit.
Profesor Shanmugam Kumar dari James Watt School of Engineering menjelaskan bahwa bahan ini bekerja dengan prinsip rotasi.
“Ketika bahan ini ditekan, struktur kisi di dalamnya menerjemahkan tekanan itu menjadi gerakan memutar. Dengan mengubah kondisi batas, kami bisa mengatur bagaimana bahan ini menyerap energi,” ujarnya dalam siaran pers.
Struktur yang digunakan disebut gyroid lattice, semacam jaring tiga dimensi berpori rumit yang dicetak menggunakan teknologi additive manufacturing alias 3D printing.
Desain ini memungkinkan bahan tersebut “memuntir” seperti spiral saat menerima tekanan, menyebarkan gaya benturan ke seluruh permukaannya sehingga energi dapat terserap tanpa menghancurkan struktur utama.
Dalam uji laboratorium, tim meneliti tiga versi bahan ini dengan dua jenis beban: benturan cepat (seperti kecelakaan mobil) dan tekanan perlahan (seperti deformasi struktural biasa).
Hasilnya mengesankan—ketika bahan tidak dibiarkan memutar sama sekali, ia menjadi sangat kaku dan mampu menyerap 15,36 joule energi per gram, angka yang luar biasa tinggi untuk bahan sejenis.
Lebih menarik lagi, bahan ini tidak hanya kuat, tapi juga “pintar secara mekanis.” Ia bisa menyesuaikan tingkat kekakuan dan peredaman energi berdasarkan kondisi nyata.
Ini menjadikannya kandidat ideal untuk perlindungan tabrakan pada mobil, kereta, pesawat, bahkan kendaraan militer.
Selain itu, para peneliti percaya bahan ini juga bisa dikembangkan untuk menyimpan energi benturan dan mengubahnya menjadi energi kinetik rotasional—membuka peluang baru dalam sistem penyerapan dan pemanfaatan energi.
Penelitian yang diterbitkan di jurnal Advanced Materials ini menggunakan pendekatan lintas skala: mulai dari simulasi komputer, uji elemen hingga pengujian fisik berbasis logam baja FE7131.
Dengan bantuan teknologi micro-CT scan, tim bisa memetakan setiap cacat mikroskopis akibat proses pencetakan 3D dan menyesuaikannya ke dalam model komputer agar hasil perhitungan dan eksperimen selaras sempurna.
Hasil akhirnya memperlihatkan bahwa metamaterial berputar ini bukan hanya kuat dan fleksibel, tapi juga adaptif—sesuatu yang belum pernah ada sebelumnya di dunia teknik material.
Seperti tubuh manusia yang menegang atau melunak sesuai situasi, bahan ini bisa mengeras saat benturan keras dan melunak saat tekanan ringan.
Dengan potensinya, teknologi ini bisa menandai era baru: era di mana mobil tak hanya melindungi penumpangnya, tapi juga belajar bereaksi terhadap bahaya seperti organisme hidup.
Disadur dari Interesting Engineering.
Posting Komentar