Pelajaran fisika mengajarkan bahwa benda akan memuai jika dipanaskan. Namun prinsip ini tidak berlaku pada material bernama skandium trifluorida (ScF3). Sifat unik material berbentuk bubuk ini terungkap pada 2010. Skandium trifluorida, yang mempunyai struktur kristal sederhana, justru menyusut ketika diberi panas.
Chen Li, insinyur dari California Institute of Technology, menyelidiki bagaimana penyusutan bisa terjadi. Menggunakan peralatan milik Oak Ridge National Laboratory, ia menabrakkan neutron dengan sampel bubuk ini. Dengan mengetahui arah belok dan kecepatan neutron setelah bertumbukan dengan materi, perangai materi ini bisa diketahui. Hasil percobaan memberi gambaran jelas. Atom fluor yang lebih ringan diapit atom skandium lewat ikatan yang mirip pegas. Ketika suhu dinaikkan, seluruh atom bergoyang. Efek unik terjadi ketika atom fluor hanya bergerak pada satu arah yang tegak lurus ikatan pegas. Akibatnya, setiap kali atom fluor bergerak, dua atom skandium akan tertarik mendekat. Secara keseluruhan, kristal skandium trifluorida terlihat menyusut.
Lebih mengejutkan lagi, energi yang bisa disimpan selama atom bergetar mencapai empat kali lipat atau biasa disebut osilasi kuartik. Hal ini berbeda dengan kebanyakan materi, yang umumnya hanya menyimpan dua kali energi atau disebut osilasi kuadratik. “Sifat osilasi kuartik murni ini tak pernah ditemukan sebelumnya pada kristal,” ujar profesor ilmu bahan dan fisika terapan California Institute of Technology, Brent Fultz, yang ikut dalam penelitian ini. Penyimpanan energi yang unik ini memberi harapan baru bagi pengembangan material baru. Salah satunya adalah bahan komponen jam yang detail. Perubahan bentuk akibat suhu dalam skala kecil bisa mengganggu bentuk roda gigi penggerak dan merusak kinerja jam. Material skandium trifluorida bisa bisa diselipkan untuk mengkompensasi pemuaian benda komponen jam pada umumnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar