PROHABA.CO -  Para ilmuwan menciptakan kembali berlian yang memiliki struktur lonsdaleite, bentuk berlian langka.

Ilmuwan Tiongkok telah menciptakan "berlian super" buatan, yang 40 persen lebih keras daripada berlian asli, sebuah kemajuan yang dapat mengarah pada terobosan di beberapa industri utama yang bergantung pada material tersebut.

Berlian alami sebagian besar memiliki kisi kubik "atau susunan atom karbonnya" tetapi struktur kristal heksagonal diketahui menghasilkan material yang jauh lebih kuat.

Kebanyakan berlian alami dan sintetis memiliki struktur kubik, tetapi berlian sangat keras, yang juga dikenal sebagai lonsdaleite, memiliki struktur kristal heksagonal.

Selama lebih dari setengah abad, ilmuwan di seluruh dunia berusaha menciptakan lonsdaleite "sejenis berlian yang diyakini jauh lebih keras daripada berlian biasa" tetapi selalu menemui jalan buntu. 

Kini, setelah 50 tahun, mimpi itu menjadi kenyataan. 

Para peneliti dari Tiongkok berhasil mensintesis lonsdaleite di laboratorium, menandai tonggak penting dalam dunia material superkeras.

Penelitian ini dipimpin oleh Dr Mingguang Yao dari State Key Laboratory of Superhard Materials di Universitas Jilin, bekerja sama dengan Universitas Sun Yat-Sen.

Temuan mereka telah diterbitkan dalam jurnal bergengsi Nature Materials. 

Baca juga: Berlian Terpendam Paling Dalam di Bumi, Bagaimana Sampai ke Permukaan?

Mengenal Lonsdaleite

Lonsdaleite pertama kali ditemukan pada tahun 1967 dalam fragmen meteorit yang menghantam Bumi.

Berbeda dari berlian biasa yang memiliki struktur kristal kubik, lonsdaleite tersusun dalam pola heksagonal.

Susunan ini menjadikannya unik dan diyakini memberikan kekuatan lebih tinggi dalam arah tertentu.

Nama “lonsdaleite” sendiri diambil dari Dame Kathleen Lonsdale, pelopor bidang kristalografi yang kontribusinya membuka jalan bagi pemahaman struktur karbon.

Secara alami, lonsdaleite terbentuk dalam kondisi ekstrem saat meteorit menghantam permukaan bumi, suatu lingkungan tekanan dan suhu tinggi yang sulit ditiru di laboratorium.

Inilah yang membuatnya sulit untuk diproduksi ulang secara sintetis… hingga kini.

Bahan awal pembentukan lonsdaleite ternyata cukup sederhana: grafit, bahan yang biasa kita temukan pada ujung pensil.

Namun, prosesnya luar biasa kompleks.

Para peneliti menekan grafit dengan tekanan setara 300.000 atmosfer "atau lebih dari 2.000 ton per inci persegi" dan memanaskannya hingga 2.012°F (sekitar 1.100°C). 

“Berlian yang baru kami sintesis menunjukkan stabilitas termal dan tetap stabil di suhu ekstrem,” kata Dr Yao.

Rahasia keberhasilannya terletak pada keseimbangan rumit antara tekanan, suhu, dan waktu.

Jika tidak tepat, struktur heksagonal yang diinginkan akan runtuh dan berubah kembali menjadi bentuk karbon lain yang lebih umum. 

Baca juga: Studi Terbaru Ungkap Kapan Berlian Dimuntahkan Bumi

Lebih keras

Yang membuat lonsdaleite begitu istimewa adalah kekuatannya.

Penelitian menunjukkan bahwa ia sekitar 40 persen lebih keras dibanding berlian biasa. 

Hal ini menjadikannya kandidat unggul untuk berbagai aplikasi industri berat, seperti alat pemotong ultratangguh hingga pelapis pelindung pada mesin.

Berlian konvensional terbentuk pada tekanan yang jauh lebih rendah, menjadikan lonsdaleite sebagai material eksklusif yang pembuatannya memerlukan kondisi ekstrem.

Susunan ikatan atomnya yang bersudut memberikan kekuatan ekstra di arah tertentu, sesuatu yang sangat berguna di lingkungan kerja yang penuh tekanan mekanis.

Salah satu terobosan terbesar dari penelitian ini adalah ukuran lonsdaleite yang berhasil diproduksi. Sebelumnya, ilmuwan hanya mampu menciptakan fragmen mikroskopis.

Kini, mereka berhasil mencetak kristal berdiameter hingga 1,2 milimeter, cukup besar untuk dilihat tanpa mikroskop.

Ukuran ini mungkin terdengar kecil, tapi dalam dunia material superkeras, ini adalah lompatan besar. 

Ukuran tersebut memungkinkan pengujian praktis di dunia nyata dan membuka peluang menuju produksi berskala industri. 

Masih jauh

Meski berhasil disintesis, lonsdaleite masih jauh dari tahap produksi massal.

“Menemukan katalis yang tepat bisa membuka jalan ke arah itu,” jelas Dr Yao.

Timnya sedang berupaya mengembangkan metode yang lebih efisien dan hemat energi, termasuk menambahkan bahan kimia tertentu agar proses bisa dilakukan dengan biaya lebih rendah.

Produksi juga masih menghadapi tantangan dalam mereproduksi kondisi ekstrem secara konsisten. 

Namun, para ilmuwan memandang ini bukan sebagai penghalang, melainkan pijakan untuk kemajuan lebih lanjut.

Stabilitasnya di suhu tinggi membuatnya menarik untuk digunakan dalam semikonduktor dan komponen elektronik yang beroperasi dalam lingkungan panas ekstrem.

Selain itu, potensi penggunaannya untuk ujung pemotong industri dan pelapis antiaus membuatnya semakin menjanjikan.

Bayangkan pisau pemotong yang ujungnya dilapisi lonsdaleite, maka kemampuannya bisa melampaui alat pemotong berlian biasa.

Atau mesin turbin yang komponennya tahan panas dan tekanan luar biasa. 

Baca juga: Hope Diamond, Berlian yang Dipercaya Memiliki Kutukan

Dari langit ke lab

Salah satu aspek paling menarik dari lonsdaleite adalah asal-usulnya.

Berlian ini terbentuk saat meteorit menghantam Bumi dengan kecepatan tinggi.

 Ini peristiwa langka yang menciptakan tekanan dan suhu ekstrem secara alami.

Kini, para ilmuwan berhasil meniru proses “kosmis” itu di laboratorium dengan cara yang terkendali dan berulang.

“Analisis terhadap meteorit menunjukkan lingkungan kacau yang memicu pembentukan lonsdaleite.

Tantangannya adalah menciptakan kekacauan itu secara terukur di laboratorium,” kata laporan mereka.

Keberhasilan ini menjadi simbol dari kemajuan ilmu material modern, terutama dalam eksplorasi struktur karbon.

Lonsdaleite bisa menjadi awal dari gelombang baru material sintetis dengan sifat luar biasa. 

Para ilmuwan bahkan mulai mengeksplorasi bentuk-bentuk karbon lainnya yang belum banyak dipelajari, dengan harapan menemukan struktur baru yang lebih kuat, lebih ringan, atau lebih tahan panas.

Riset lintas disiplin "menggabungkan fisika, kimia, dan ilmu material" kini menjadi kunci. 

Kolaborasi semacam ini membuka jalan untuk penciptaan material baru yang bisa merevolusi dunia industri dan teknologi tinggi.

Di masa depan, mungkin saja kita akan melihat lonsdaleite bukan hanya sebagai permata dari luar angkasa, tetapi sebagai bagian penting dari mesin jet, alat bedah presisi, hingga perangkat elektronik berperforma tinggi.

Apa yang dulunya hanya bisa ditemukan di bekas tabrakan meteorit, kini bisa dihasilkan oleh manusia; sebuah bukti nyata bahwa sains tak henti mendobrak batasan.

Baca juga: Bagaimana Berlian Bisa Muncul ke Permukaan Bumi, Berikut Penjelasannya

Baca juga: Berlian Heksagonal Misterius Ditemukan, Berasal dari Planet Lain

Artikel ini telah tayang di Kompas.com dengan judul "Ilmuwan Ciptakan Berlian Super Keras Lonsdaleite di Laboratorium",