Ilmuwan Berhasil Amati 'Liquid Glass', Materi Baru di Alam Semesta

“Liquid glass” adalah cairan bening bersifat glossy yang diprediksi untuk pertama kalinya 20 tahun lalu. Setelah puluhan tahun statusnya sebatas “struktur kimia yang tidak dikenal”, liquid glass akhirnya bisa diamati dan dikategorikan sebagai wujud materi baru.

Dipimpin oleh profesor Matthias Fuchs dan Andreas Zumbusch dari Universitas Konstanz di Jerman, pengamatan ini “memberikan pemahaman baru atas transisi kaca dan mengungkapkan wujud materi tambahan dari proses tersebut.” Hasil penemuannya diuraikan lebih lanjut dalam kesimpulan penelitian yang diterbitkan di Jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Kami sama sekali tak menduga akan menemukan wujud liquid glass,” Zumbusch mengungkapkan keterkejutannya melalui email kepada Motherboard. “Rencana awal kami sekadar mempelajari sifat partikel plastik kecil (berdiameter ~1-10 mikrometer) dalam cairan.”

Ilmuwan menggunakan zat campuran “koloid” untuk menjelaskan sifat-sifat yang sulit dipahami dalam suatu materi, seperti kaca. Koloid mengandung molekul dalam berbagai fase materi. Misalnya, selai dan jeli termasuk sistem koloid karena partikel padat buah ditahan dalam pektin agar-agar dan air.

Partikel di dalam koloid bisa diamati menggunakan mikroskop khusus, sehingga ini digunakan sebagai pengganti proses atom yang mungkin terjadi di dalam materi pada skala yang lebih kecil.

Kaca memiliki peranan penting di dunia ini, dan hampir semua benda yang kita temukan sehari-hari pasti mengandung kaca. Namun, terlepas dari banyaknya jumlah kaca dan teknik pembuatannya yang beragam, sifat inti bahan serbaguna ini belum banyak diketahui.

Salah satu ciri yang membuat kaca unik adalah materi ini tidak membentuk struktur kristal dengan rapi karena akan mengeras hingga menjadi benda padat. Kaca mengawetkan partikel dalam campuran orientasi tidak teratur akibat proses yang belum bisa dijelaskan sepenuhnya.

“Sudah puluhan tahun ilmuwan berusaha mempelajari kaca, tapi proses transisinya menjadi benda padat masih kurang jelas,” tutur Zumbusch. “Memahami cara kerja sistem koloid dalam cairan ini sangat menarik karena bisa membentuk kaca. Berbeda dengan sistem lain, kami bisa mengamati dan menganalisis gerakan ribuan partikel individu secara langsung.”

Eksperimen terdahulu menggunakan koloid berisi partikel padat bulat, yang orientasinya tidak jelas karena bentuk simetrisnya. Tim Fuchs dan Zumbusch mengubah formula ini dengan membuat partikel plastik berbentuk elipsoid yang lebih selaras dengan molekul asimetris alami.

“Suspensi padat partikel bulat telah dipelajari secara mendetail selama 20 tahun terakhir,” terang Zumbusch. “Bentuk bulat sempurna sayangnya jarang ditemukan. Kami murni penasaran, ingin tahu apa yang akan berubah dalam struktur dan dinamika sistem jika bentuk partikelnya diubah jadi elipsoid.”

Para peneliti menggunakan mikroskop confocal untuk mengamati sifat partikel di dalam cairan pelarut. Pada batas kepadatan tertentu, partikel asimetris berhenti berputar tapi masih bisa bergerak dan berkelompok.

Tim peneliti di Jerman ini terkejut, karena ada beberapa sifat dari liquid glass memperkaya prediksi awal yang terbit pada tahun 2000 lalu. Menurut Zumbusch, partikel kaca cair ternyata bisa mengalir tapi tidak bisa bergerak bebas ke arah manapun seperti H20. “Menurut kami, sifat pergerakan ini perlu diamati lebih lanjut karena bisa menjelaskan proses transisi kimiawi dari materi tersebut,” demikian kesimpulan dari tim peneliti.

“Penelitian kami berikutnya akan mengarah pada apa saja faktor yang mempengaruhi proses pergerakan materi tersebut,” kata Zubmbusch. “Kami akan mencari tahu, apakah materi ini bisa mengalir melalui tabung, aliran darah, hingga rangka beton.”

Artikel ini pertama kali tayang di Motherboard