Untuk pertama kalinya, para ilmuwan berhasil menciptakan cairan magnetik permanen.

Benda magnetik yang umum kita ketahui ialah berbentuk ‘benda’ solid yang kokoh yang satu sama lain­nya saling menarik. Namun kini para ilmuwan berhasil menciptakan benda mag­netik permanen berbentuk cairan. Menurut sebuah studi baru, tetesan cairan ini dapat berubah dalam bentuk yang berbeda dan secara eksternal dimanipulasi untuk bergerak.

Thomas Russell, se­orang profesor ilmu dan teknik polimer terkemuka di University of Massachusetts Amherst, AS, menjelaskan, dunia saat memiliki magnet cair. “Kita dapat membuat magnet yang benar-benar Anda inginkan dari segi bentuk, tetesan cairan ini dapat berubah dari pola bola menjadi silinder, pancake, dan sebagainya. Kita juga bisa membuatnya tampak seperti landak laut jika kita mau. Dan sangat menarik karena ben­tuknya benar-benar terserah Anda,” kata Russell.

Russell dan timnya menciptakan magnet cair secara tidak sengaja saat bereksperimen dengan cairan cetak 3D (tiga dimensi) di Lawrence Berkeley National Laboratory. Tujuannya untuk membuat bahan yang padat tetapi memiliki karakteristik cairan untuk berbagai aplikasi energi.

Suatu hari, seorang maha­siswa pascadoktoral yang juga penulis utama penelitian ini, Xubo Liu, memperhatikan materi cetak 3D, yang terbuat dari partikel bermagnet yang disebut besi-oksida, berputar secara bersamaan di atas piring aduk magnetik. Jadi ketika tim menyadari bahwa seluruh konstruksi cetak itu telah menjadi magnet, bukan hanya partikelnya. Sejak saat itu me­reka memutuskan untuk me­nyelidiki temuan menarik tak sengaja tersebut lebih lanjut.

Menggunakan teknik untuk mencetak cairan 3D, para ilmuwan menciptakan tetesan seukuran milimeter dari air, minyak, dan besi-oksida. Tetesan cairan mempertahankan bentuknya karena beberapa partikel besi-oksida berikatan dengan surfaktan, zat yang mengurangi tegangan permu­kaan cairan.

Tim kemudian menempat­kan tetes ukuran milimeter pada koil magnetik untuk menarik mereka. Tetapi ketika mereka mengambil kumparan magnetik, tetesan menunjuk­kan perilaku yang umumnya seperti cairan, tetapi mereka tetap termagnetisasi.

Kemudian ketika tetesan tersebut mendekati medan magnet, partikel-partikel besi-oksida yang kecil semuanya berkumpul sejajar dalam arah yang sama. Dan begitu medan magnet dihilangkan, partikel besi-oksida yang terikat ke surfaktan, mereka tidak bisa bergerak dan tetap sejajar, dan tetesan tersebut juga tetap selaras.

Para ilmuwan tidak sepenuhnya memahami ba­gaimana partikel-partikel itu bertahan, namun jika diteliti dan dikembangkan lagi ada banyak hal potensial untuk diaplikasikan. “Bagi saya, ini semacam keadaan baru dari bahan magnetik,” kata Russell. ima/R-1

Potensi Pengembangan

Magnet permanen yang terbuat dari tetesan kecil cairan sebenarnya telah dibuat dan dipelajari oleh para ilmuwan di AS dan Tiongkok. Bahkan pada era 1960-an, para ilmu­wan di NASA menemukan bahwa beberapa cairan dapat menjadi magnet di hadapan medan magnet yang kuat. Tetapi cairan ini, yang dikenal sebagai ferrofluida, selalu ke­hilangan daya tariknya.

Para peneliti percaya bahwa magnet permanen cair pertama kali dibuat ini dapat mengarah pada aplikasi praktis seperti aktuator untuk robot lunak kecil.

Perlu diketahui sebenar­nya banyak material memiliki potensi magnet yang sejajar ketika terpapar dengan medan magnet eksternal. Ferrofluida adalah paramagnet yang men­cakup nanopartikel magnetik yang didispersikan dalam cairan. Ketika terkena me­dan magnet, efek gabungan gravitasi, tegangan permukaan, dan tarikan magnetik antara nanopartikel dapat membuat struktur runcing yang tidak bia­sa pada permukaan ferrofluida. Namun, ketika medan magnet dihilangkan, ferrofluids kem­bali ke keadaan cair normal.

Remi Dreyfus CNRS, researcher dari University of Pennsylvania, mengatakan bahwa penelitian baru sangat menantang dunia fisika yang ada, bahwa magnet feromag­netik hanya dapat dibuat dari bahan keras. Dia juga me­ngatakan bahwa pekerjaan itu dapat memiliki beberapa aplikasi besar, seperti dalam bidang robotika lunak yang sedang tumbuh – berpotensi memungkinkan peralatan pneumatik besar diganti oleh aktuator yang dioperasikan se­cara magnetis yang lebih kecil.

Dreyfus mengatakan ke­pada Physics World bahwa magnetisasi sisa yang diamati “membingungkan” tetapi, ia mengatakan kurangnya penje­lasan yang jelas tidak merusak hasil. “Data yang diterbitkan oleh penulis tampaknya meyakinkan bagi saya,” ka­tanya.

Namun demikian, Russell mengatakan bahwa ia beren­cana untuk sampai ke dasar misteri. Ada beberapa alat yang dapat digunakan untuk mempelajari perilaku magne­tik di dalam tetesan, katanya, termasuk hamburan neutron dan mikroskop elektron. “Ada minat yang cukup kuat pada bahan-bahan tersebut, jadi saya cukup yakin kita dapat mendukung seluruh proses ini. Kami berharap temuan ini akan memungkinkan orang untuk memikirkan aplikasi baru untuk magnet cair, ka­rena sampai saat ini, orang-orang dalam ilmu material belum memikirkan hal ini atau mungkin tidak sama sekali memikirkan,” ungkap Russell.

Russell menambahkan bahwa ini adalah pertama kalinya ada orang yang mengamati feromagnetisme dalam cairan daripada pa­datan. Dia mengakui bahwa dia tidak dapat menjelaskan bagaimana daya tahan mag­net cair temuannya itu. “Tapi saya tidak meragukan bahwa feromagnetisme cair itu nyata. Ada banyak pembicaraan ten­tang superkonduktivitas suhu tinggi, tetapi orang-orang juga tidak mengerti itu,” tandasnya.(koran-jakarta.com)