Terinspirasi dari Cangkang Kerang, Ilmuwan Temukan Cara Membuat Semen 17 Kali Lebih Kuat

Ringkasan Berita:

• Ilmuwan Princeton meniru struktur cangkang tiram (nacre) untuk menciptakan semen baru.
• Semen ini 17 kali lebih kuat dan 19 kali lebih lentur dari semen biasa.
• Inovasi ini berpotensi mengurangi emisi karbon dan mendukung konstruksi berkelanjutan.

PROHABA.CO – Semen selama ini dikenal sebagai fondasi utama pembangunan modern, menopang gedung pencakar langit, jembatan megah, hingga jalan raya yang kita lalui setiap hari. 

Namun di balik kekuatannya, ada kelemahan klasik yang belum sepenuhnya terpecahkan: sifatnya rapuh dan mudah retak.

Kini, tim ilmuwan dari Princeton University menemukan solusi mengejutkan dengan meniru struktur alami dari cangkang tiram dan abalon, menghasilkan semen yang 17 kali lebih kuat dan 19 kali lebih lentur dibandingkan versi konvensional.

Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Advanced Functional Materials ini bukan hanya langkah maju bagi dunia teknik sipil, tetapi juga menawarkan harapan baru untuk konstruksi yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.

Inspirasi datang dari nacre, atau yang lebih dikenal sebagai mother of pearl, lapisan berkilau di bagian dalam cangkang tiram.

Di balik keindahannya, nacre menyimpan rahasia kekuatan yang luar biasa.

Struktur mikroskopisnya tersusun dari tablet aragonit berbentuk heksagonal, sejenis kalsium karbonat keras, yang direkatkan oleh biopolimer lembut.

Kombinasi keras dan lentur inilah yang membuat nacre tahan benturan tanpa mudah retak.

“Sinergi antara komponen keras dan lunak adalah kunci kekuatan nacre,” ujar Shashank Gupta, mahasiswa doktoral Princeton sekaligus penulis utama studi tersebut.

“Kami mencoba menerapkan prinsip itu pada semen, agar mampu menahan retakan sekaligus mempertahankan kekuatannya.”

Rekayasa Ala Alam

Tim yang dipimpin oleh Reza Moini, asisten profesor teknik sipil dan lingkungan di Princeton, meniru cara alam merancang struktur kuat namun lentur.

Mereka menciptakan balok komposit multilapis, terdiri dari lembaran semen tipis yang diselingi lapisan polimer elastis.

Tiga model diuji:

Balok polos multilapis, tanpa pola tambahan.

Balok beralur heksagonal, menyerupai sarang lebah.

Balok bertablet heksagonal penuh, di mana lapisan semen dipotong menjadi “tablet” kecil yang dihubungkan oleh polimer, mirip struktur nacre alami.

Hasilnya luar biasa.

Dalam uji lentur tiga titik, semen konvensional langsung patah tanpa elastisitas.

Sementara balok multilapis menunjukkan peningkatan daya tahan retak secara signifikan.

Model bertablet heksagonal menjadi yang paling unggul, mencatat ketangguhan 17 kali lipat dan kelenturan 19 kali lebih baik dari semen biasa, tanpa mengorbankan kekuatan strukturalnya.

Baca juga: Ilmuan Ciptakan Berlian Super Keras di Laboratorium

Baca juga: Ilmuan Cina Ciptakan AI yang Mampu Mengambil Keputusan Sendiri

Rekayasa “Cacat” yang Justru Menguatkan

Menariknya, kekuatan baru ini muncul dari pendekatan yang tak lazim.

“Kami sengaja meniru mekanisme geser antar tablet yang ada pada nacre,” jelas Moini.

“Dengan menciptakan zona lemah terkendali, material justru menjadi lebih tangguh.

Kami tidak sekadar menyalin bentuk, tapi memahami prinsip dasarnya.”

Jika diterapkan dalam skala industri, teknologi ini bisa mengurangi kebutuhan perbaikan dan pembangunan ulang yang kerap memakan banyak energi dan emisi karbon.

Mengingat industri semen saat ini menyumbang sekitar 8 persen emisi gas rumah kaca global, inovasi ini berpotensi menjadi game changer dalam misi menuju pembangunan berkelanjutan.

“Kami baru menyentuh permukaannya,” ujar Moini.

“Masih banyak desain mikro dan kombinasi bahan yang bisa dieksplorasi untuk berbagai aplikasi konstruksi.”

 Penemuan ini menjadi bukti bahwa alam masih menjadi insinyur terbaik.

Dari tiram di dasar laut, manusia belajar menciptakan material yang lebih kuat, lentur, dan lebih ramah lingkungan.

Jika di masa depan gedung-gedung tinggi berdiri kokoh berkat inspirasi dari “ibu mutiara”, maka dunia benar-benar sedang menuju era baru, di mana sains dan alam bersatu untuk membangun masa depan yang lebih tangguh dan berkelanjutan secara harfiah dan ekologis.

Baca juga: Ilmuan Temukan Ada Bakteri yang Tertarik pada Darah Manusia

Baca juga: Suara Misterius Terdengar dari Titik Paling Terpencil di Bumi, Ini Kata Ilmuan

Baca juga: Apa Jadinya jika Seluruh Permukaan Bumi Dibor? Berikut Penjelasan Ilmuan

Artikel ini sudah tayang di Kompas.com

Update berita lainnya di PROHABA.co dan Google News