Supercooling: Mengapa Air Tak Membeku Dalam Awan

Reporter

Editor

Senin, 26 April 2010 18:48 WIB

supercooling

TEMPO Interaktif, Paris - Supercooling, sebuah kondisi yang memungkinkan cairan tak membeku meski di bawah titik beku normal mereka, masih membuat para ilmuwan penasaran.
Salah satu contoh fenomena tersebut bisa kita jumpai setiap hari dalam meteorologi, yaitu awan tinggi sebenarnya merupakan akumulasi tetesan air dalam kondisi superdingin di bawah titik bekunya.

Para ilmuwan dari Commissariat a l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), Centre National de Recherche Scientifique (CNRS), dan ESRF, Prancis, telah menemukan sebuah penjelasan eksperimental tentang fenomena supercooling. Riset mereka dipublikasikan dalam jurnal Nature, akhir pekan lalu.

Cairan super dingin terperangkap dalam sebuah kondisi metastable meski berada di bawah titik bekunya. Itu hanya bisa terjadi pada cairan yang tak mengandung benih kristal yang dapat memicu kristalisasi. Awan pada lapisan atmosfer tinggi adalah contoh terbaik: mengandung butiran air, tapi ketiadaan benih kristal membuat air tidak membentuk es meski berada dalam temperatur rendah.

Dalam kehidupan sehari-hari, umumnya terdapat ketidakmurnian kristalin yang bersinggungan dengan cairan yang akan memicu proses kristalisasi, dan akhirnya pembekuan. Pengendalian perilaku solidifikasi amat penting untuk berbagai aplikasi, semisal proses teknologi pencetakan sampai pertumbuhan semikonduktor nanostruktur.

Supercooling pertama kali ditemukan oleh Fahrenheit pada 1724, tapi hingga kini fenomena itu masih menjadi topik diskusi hangat. Lebih dari 60 tahun terakhir para ilmuwan berspekulasi bahwa supercooling berkaitan dengan struktur internal cairan yang tidak sesuai dengan kristalisasi.

Advertising
Advertising

Simulasi model mengajukan adanya fraksi atom cairan yang tersusun dalam kelompok segi lima yang terkoordinasi. Untuk membentuk sebuah kristal, cairan memerlukan struktur yang dapat diulang secara periodik, mengisi keseluruhan ruang. Itu tak mungkin terjadi dengan kelompok segi lima yang terkoordinasi. Dalam analog dua dimensi, sebuah bidang tak bisa dipenuhi hanya dengan struktur pentagon. Sebaliknya, segitiga, segi empat, atau heksagon dapat mengisi sebuah bidang dengan sempurna. Dalam contoh ini, pentagon adalah kendala tercapainya kristalisasi.

Bukti bahwa struktur segi lima terkoordinasi adalah dasar supercooling itu berhasil ditunjukkan oleh para ilmuwan dari CEA, CNRS, dan ESRF ketika mempelajari struktur campuran emas dan silikon cair yang dipertemukan dengan permukaan silikon yang dilapisi dengan susunan atom pentagon. Temuan itu memberikan konfirmasi bahwa efek supercooling telah terjadi. "Kami mempelajari apa yang terjadi pada likuid yang dipertemukan dengan permukaan berstruktur pentagon," kata Tobias Schälli, peneliti utama studi itu.

TJANDRA | SCIENCEDAILY

Berita terkait

Bantu Menyelesaikan Masalah STEM, Google Perbaruhi Layanan Search dan Lens

1 November 2023

Bantu Menyelesaikan Masalah STEM, Google Perbaruhi Layanan Search dan Lens

Google akan membantu pengguna dengan konsep terkait STEM dan menelusuri persamaan yang relevan dengan cara yang lebih alami dan intuitif.

Baca Selengkapnya

3 Prodi FMIPA UNS Terakreditasi Internasional ASIIN

29 Oktober 2023

3 Prodi FMIPA UNS Terakreditasi Internasional ASIIN

Sebanyak tiga program studi di FMIPA Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta berhasil memperoleh akreditasi dari Jerman.

Baca Selengkapnya

Bahagia Bocah Trenggalek, Raih Gelar Doktor Fisika ITS di Usia 27 Tahun

26 September 2023

Bahagia Bocah Trenggalek, Raih Gelar Doktor Fisika ITS di Usia 27 Tahun

Kebahagiaan menghampiri Vinda Zakiyatuz Zulfa, 27 tahun, yang meraih gelar doktor bidang fisika di Institut Teknologi Sepuluh Nopember atau ITS.

Baca Selengkapnya

Rumus Usaha Fisika Serta Contoh Soal dan Pembahasan

6 Juli 2023

Rumus Usaha Fisika Serta Contoh Soal dan Pembahasan

Ada berbagai rumus dalam fisika, salah satunya rumus usaha. Berikut rumus serta contoh soal dan pembahasannya.

Baca Selengkapnya

Lato-lato dan Rumus Fisika di Pameran Seni Rupa Ruang Dini Bandung

19 Juni 2023

Lato-lato dan Rumus Fisika di Pameran Seni Rupa Ruang Dini Bandung

Pameran Seni Rupa yang berlangsung di Galeri Ruang Dini, Bandung itu banyak menggunakan media papan kayu.

Baca Selengkapnya

Teori Albert Einstein Dipublikasikan Annalen der Physik, Jurnal Apa Itu?

9 Juni 2023

Teori Albert Einstein Dipublikasikan Annalen der Physik, Jurnal Apa Itu?

Pada 9 Juni 1905, teori fisika kuantum Albert Einstein dipublikasikan dalam jurnal Annalen der Physik

Baca Selengkapnya

NASA Akan Gelar Diskusi Publik tentang UFO, Ada Temuan Baru?

31 Mei 2023

NASA Akan Gelar Diskusi Publik tentang UFO, Ada Temuan Baru?

Sebuah panel NASA untuk mempelajari "fenomena udara tak dikenal" atau UFO, akan mengadakan diskusi publik pertamanya.

Baca Selengkapnya

Siswa Indonesia Raih Medali Emas pada Asian Physics Olympiad 2023 di Mongolia

30 Mei 2023

Siswa Indonesia Raih Medali Emas pada Asian Physics Olympiad 2023 di Mongolia

Tim Olimpiade Fisika Indonesia meraih medali pada Asian Physics Olympiad (APhO) 2023 yang berlangsung di Ulaanbaatar, Mongolia pada 21 -29 Mei 2023.

Baca Selengkapnya

Studi Pentagon: Gerak Manuver UFO Tak Bisa Diterangkan Fisika Saat Ini

6 April 2023

Studi Pentagon: Gerak Manuver UFO Tak Bisa Diterangkan Fisika Saat Ini

"Sejuta gambar yang kabur tidak ada nilainya, dibandingkan satu saja video resolusi tinggi dari sebuah UFO saat dia bermanuver."

Baca Selengkapnya

Ahli Fisika Mendesain Urinoar Anti-Cipratan: Ukur Sudut, Amati Anjing

29 November 2022

Ahli Fisika Mendesain Urinoar Anti-Cipratan: Ukur Sudut, Amati Anjing

Desain urinoar dihasilkan antara lain lewat observasi ahli fisika ini terhadap kebiasaan instingtif anjing mengangkat kaki saat kencing.

Baca Selengkapnya