Metamaterials mengungkapkan beberapa properti yang paling
menarik yang pernah dilihat pada bahan dan akan memiliki potensi untuk mengubah
industri dengan cara yang mendasar. Aplikasi bisa sangat luas mulai dari ilmu
pengetahuan, komunikasi, dan bahkan bidang seni.
Metamaterials adalah bahan buatan rekayasa teknologi manusia yang
memiliki struktur geometris yang dibangun dari bahan mikroskopis yang dapat
direkayasa. Tujuannya adalah agar bahan baru tersebut dapat mengarahkan cahaya,
suara, dan (gelombang lainnya) dengan cara yang bermanfaat.
Metamaterial Tembus
Pandang
Seorang
ahli bahan dapat menggunakan geometri, ukuran dan susunan struktur material
untuk menciptakan efek yang berbeda dari aslinya. Salah satu contoh klasik
adalah penggunakan array kumparan tembaga untuk jubah tembus pandang pada obyek
2D sehingga ketika disinari dengan frekuensi tertentu dari gelombang elektro
magnetik, seperti Duke University pada tahun 2006, obyek tersebut akan mampu
menghilang dari pandangan manusia.
Masalah dengan perangkat Universitas Duke 2006 adalah bahwa
ia hanya bekerja untuk benda 2D dan di satu frekuensi tunggal microwave.
Jika kita
ingin membuat sesuatu yang kasat mata, kita perlu untuk membuatnya bekerja:
1. dalam spektrum terlihat,
2. di pita lebar cahaya tampak,
3. untuk objects 3D
Dan pada
tahun 2012, teknolog sekarang telah dapat menciptakan jubah microwave untuk
bentuk obyek dasar 3D. Para ahli juga telah mampu membuatnya bekerja pada pita
lebar (yaitu tidak hanya satu frekuensi tunggal tetapi di berbagai frekuensi).
Saat ini juga tengah diujicoba metamaterial pertama yang akan dapat beroperasi
di spektrum cahaya terlihat menggunakan tebal 15 sampai 35 nanometer lapisan
perak dan silsesquioxane hidrogen (sejenis kaca).
Ini
membutuhkan mungkin 5 tahun sebelum kita bisa mencapai karakteristik pita
lebar, 3D, spektrum visual pada metamaterial yang akan dapat dipakai pada benda
normal dan mata manusia. Dan kemudian 5
tahun lagi untuk mencari tahu bagaimana skala manufaktur untuk objek skala
besar. Salah satu idenya adalah dengan menggunakan bio teknologi sintetis untuk
menghasilkan bakteri yang mampu mencetak lapisan nanometer ke permukaan bahan
untuk memberikan daya tembus terukur dan murah.
Metamaterial untuk
Gelombang Jenis Lainnya
Metamaterials memperoleh sifat eksotis mereka dengan berinteraksi dengan
gelombang dengan cara khusus. Ternyata, anda juga dapat menerapkan konsep yang
sama dengan jenis lain dari gelombang menggunakan metamaterials.
Anda dapat
membuat jubah untuk: radar (itu hanya gelombang radio), akustik (menyembunyikan
anda dari Sonar), gelombang seismik (yang akan membantu anda
memblokir/mengalirkan gelombang gempa yang masuk ke bangunan).
Yang
paling akhirnya, metamaterial memungkinkan kita untuk menyembunyikan objek dari
bentuk yang paling dikenal terhadap kemungkinan serangan untuk pertahanan
militer (menyembunyikan obyek strategis dan lain-lain). Meskipun demikian
metamaterial bukan hanya tentang tembus pandang visual - membuat bangunan anda
"tak terlihat", namun juga untuk gelombang gempa agar bisa masuk
desain bangunan standar dalam 10 tahun. Cloaking wifi Anda / sel jaringan dari
interference dari jaringan lainnya bisa meningkatkan bandwidth jaringan dan
mengurangi latency. Sebagian juga bisa untuk cloaking permukaan monitor anda
agar dapat mengurangi ketegangan mata dan menghapus refleksi.
Metamaterial untuk
Lensa Super
Di sinilah
yang akan benar-benar menarik, metamaterials juga dapat menghasilkan banyak
efek di luar efek cloaking. Tergantung pada, ukuran pengaturan geometri, dan
bahan-bahan yang digunakan, adalah mungkin untuk membuat lensa super yang
memungkinkan kita untuk melampaui batas difraksi lensa normal.
Paling
minimal: membuat chip lebih kecil melalui lensa resolusi tinggi, mikroskop
super, dan atau lensa kamera telepon mobile yang lebih baik. Transfer daya
nirkabel yang lebih fokus, pencitraan satelit yang lebih baik, sel surya yang
lebih efisien, laser yang lebih fokus dan masih terbuka untuk alat-alat lainnya
yang memiliki lensa.
Namun
untuk saat sekarang, teknologi lensa super masih terbatas pada satu frekuensi
dan belum ke spektrum cahaya terlihat tapi rintisan ini telah dibuka.
Selanjutnya lensa super dapat diterapkan pula pada jenis gelombang lainnya,
akustik, seismik dan magnetik misalnya mikrofon yang sangat peka sekaligus aman
untuk perangkat mobile.
Metamaterial untuk
bidang Mekanika
Metamaterial
dapat membalikkan index bias cahaya (ilustrasi gambar), namun teknologi terbaru
juga mengungkapkan bahwa metamaterial juga dapat digunakan untuk membalikkan
sifat-sifat bahan di luar bidang optik (karakter mekaniknya).
Sebagai
contoh, ketika metamaterial kita tekan ke dalam sepotong busa elastis atau
balon, normalnya, busa akan tertekuk ke dalam. Namun dengan metamaterial, kita
dapat membuat busa menyembul ke arah luar menuju arah gaya datang/melawan
tekanan jari kita! Jadi sifat mekanisnya juga terbalik. Ini adalah penemuan
terbaru yang dibuat pada tahun 2012. Aplikasi akan sangat luas meliputi:
teknologi sneakers/sepatu yang lebih nyaman, casing mobile phone yang lebih
baik yang tidak pecah ketika anda menjatuhkannya, roda yang lebih efisien untuk
mobil dan pelindung tubuh yang lebih baik (mungkin baju anti peluru yang lebih
kuat).
Antena WIFI yang
lebih baik.
Intelektual Ventures Nathan Myhrvold baru-baru ini menemukan antena
metamaterials, yang akan membantu meningkatkan bandwith koneksi internet anda.
Masing-masing unsur antena metamaterial dapat disetel untuk mengarahkan
gelombang radio. Demikian juga, ini berarti ponsel yang lebih baik karena
menghemat energi. Dan di sisi operator ponsel ini berarti membuat transceiving
data yang lebih hemat daya.
Membalik Arah Waktu
Salah satu
teori liar yang juga berkembang karena hadirnya metamaterial adalah proses
untuk membalik arah waktu. Maksudnya ? Seperti kita ketahui, jika anda
menjatuhkan handphone anda dan kemudian pecah berantakan, sedikit yang bisa anda lakukan. Namun dengan
metamaterial, sebuah benda bisa dipasang semacam blue print komponennya (atau
semacam DNA teknis). Hal ini memungkinkan rekonstruksi ulang handphone anda ke
keadaan semula. Bukan dengan merakit ulang komponennya namun dengan membalik
karakteristik bahannya pada level mikroskopis.
Eksperimen Lainnya
Quantum Levitation
Tarian
berikutnya dari metamaterial adalah ketika penemuan lain dari teori bahan akan
mengerucut dan mempengaruhi atau saling mempengaruhi. Teori itu datang dari
teori Bossen Einstein, yakni ketika suatu bahan didinginkan pada suhu mutlak
(sekitar -273 derajad Celcius) akan membuat bahan tersebut mengungkapkan
karakteristik asli dari atom-atom penyusunnya. Jadi, di sisi yang lebih
eksperimental, metamaterial dapat menciptakan bahan campuran besi yang bisa
melayang secara statis (levitasi quantum) yang telah menjadi daya tarik
tersendiri karena teori di bidang ini masih belum terpecahkan sepenuhnya (quantum
mechanic). Tetapi fenomenanya telah hadir. Aplikasinya? Sistem transportasi
yang lebih efisien, mungkin semacam kereta magnet yang lebih cepat dan hemat
energi karena tidak dibutuhkan tenaga magnet untuk mengangkatnya.
