TEMPO.CO, Jakarta - Ketika ditumbuhkan di untaian yang sangat tipis, es bisa menjadi elastis: bisa dibengkokkan lalu dikembalikan ke bentuk aslinya. Serat mikro hasil penelitian ini adalah bentuk paling fleksibel dari es yang pernah dibuat.

Kebanyakan es dari air yang membeku bersifat sangat rigid dan rapuh atau lebih mudah patah atau pecah ketimbang kemampuannya dibuat bengkok. Meski begitu, kristal es yang tunggal dan panjang bisa jauh lebih fleksibel.

Limin Tong dari Zhejiang University di Hangzhou, Cina, dan sejumlah koleganya telah menggunakan kualitas kristal es itu untuk fabrikasi es paling lentur yang pernah ada. Tim peneliti dari College of Optical Science and Engineering dan Center for X-Mechanics, keduanya di Zhejian University, juga Department of Physics, University of California, Berkeley, AS, itu bahkan mendekati estimasi batas teoritis elastisitas es.

Tong dkk membuat serat tersebut menggunakan uap air yang dipipakan ke dalam ruang kecil yang suhunya dijaga -50 derajat Celsius. Sebuah medan elektrik dalam ruangan menarik molekul-molekul air ke sebuah jarum yang terbuat dari tembaga, di mana mereka mengalami kristalisasi untuk membentuk serat berukuran diameter hanya beberapa mikrometer.

Para peneliti kemudian mendinginkan es lebih lagi, sampai antara -70 dan -150 derajat Celsius, dan mengukur elastisitas untaian serat es yang terbentuk. Hasil pengukuran menjadi petunjuk dari perkiraan seberapa kuat sebuah material terbengkokkan dan bisa kembali ke bentuk semula.

Tong dan timnya menemukan, serat-serat es itu lebih elastis daripada struktur es lainnya yang pernah diukur. Beberapa pengukuran bahkan menunjukkan hampir bisa membengkokkannya menjadi lingkaran, dan seluruhnya bisa kembali lurus lagi.

"Sebelumnya, untaian es paling elastis secara eksperimen teramati sekitar 0,3 persen tapi sekarang kami memiliki 10,9 persen dalam serat mikro--jauh lebih lentur," kata Tong. Batas teroritis untuk elastisitas es dari air yang membeku adalah 14,0-16,2 persen.

Ketika Tong dan timnya menguji untaian es itu lebih detail, mereka menemukan petunjuk adanya bagian dari es yang memiliki komposisi lebih rapat daripada mayoritas es yang membentuk serat tersebut. Dugaannya, tekanan pada bagian yang dibengkokkan mungkin telah mendorong sebuah transformasi dalam es.

"Itu artinya serat-serat ini berpotensi menolong kita memahami bagaimana perubahan itu terjadi," kata Tong yang juga bekerja untuk Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Cina.

Transparansi serat mikro sangat ekstrem sehingga mereka bisa digunakan untuk mentransportasikan cahaya, tapi kebutuhan temperaturnya mungkin jadi penghambat. Untuk saat ini, kegunaan utama dari studi ini adalah untuk mempelajari sifat fisik skala kecil dari es.

Penelitian serat mikro dari es yang elastis ini dipublikasi di Jurnal Science edisi 9 Juli 2021.

NEW SCIENTIST | SCIENCE

Baca juga:
Cina Pamerkan Drone Bawah Air Serupa Ikan Arwana