Memburu Keuntungan Lain dari Metamaterial

Selama ini metamaterial dikenal sebagai struktur untuk membuat obyek dan orang menjadi tidak kasat mata. Tapi tak lama lagi metamaterial akan dibuat lebih komersial dan berperan lebih nyata. Mulai dari produk antena satelit sampai pengisian nirkabel baterai ponsel.

Metamaterial adalah struktur yang dibuat secara artifisial, yang permitivitas dan permeabilitasnya menyimpang dari lazimnya di alam. Dengan merangkai material dari kristal fotonik menjadi jaringan, yang skalanya lebih kecil dari panjang gelombang yang ingin dimanupulasi, secara teoritis, gelombang itu dapat dibelokkan.

Apabila gelombang elektromagnetik - baik itu cahaya nampak, gelombang mikro atau inframerah - dapat dibelokkan, artinya gelombang tersebut tidak akan terlihat atau terdengar pada spektrum gelombang bersangkutan.

Selama ini diyakini cahaya tidak dapat dikontrol dengan cara seperti ini menggunakan materi alamiah. Penyebabnya, sifat optik materi tergantung pada struktur kimia atom-atom penyusunnya.

Baru setelah David Smith dari Universitas Duke, disebut-sebut sebagai bapaknya metamaterial, dan para koleganya bereksperimen dengan mengubah geometri materi pada akhir 90-an, mereka menemukan cara untuk mengubah interaksi dengan cahaya, atau jenis gelombang lainnya - menciptakan metamaterial.

Setelah itu, kata Andrea Alu, seorang profesor di Universitas Texas, para peneliti menemukan "kemungkinan untuk mengubah aksioma dan batasan yang selama berabad-abad dianggap tidak dapat dipatahkan."

Membelokkan cahaya

Beberapa dekade terakhir dilakukan riset besar-besaran, yang mengacu pada temuan Smith, untuk membuat obyek tak kasat mata. Paling tidak, pada kisaran panjang gelombang tertentu.

"Sekarang sudah ada beberapa demonstrasi menciptakan selubung pada spektrum kasat mata, sehingga membuat obyek tidak kasat mata. Membuat tabir tidak kasat mata adalah niscaya dan telah dilakukan," ucap Jason Valentine dari Universitas Vanderbilt, yang telah membuat selubung semacam ini.

Namun masih ada sejumlah batasan. Antara lain, tindakan itu hanya bisa dilakukan untuk panjang gelombang tertentu atau dari sudut tertentu. Namun batasannya cepat terlampaui, kata Valentine.

Dalam setahun terakhir, Yaroslav Urzhumov dari Universitas Duke telah membuat selubung plastik yang membelokkan pancaran gelombang mikro menggunakan printer 3D biasa. Sementara Andrea Alu dari Universitas Texas membuat selubung super tipis dari medan listrik.

Tentara siluman?

Kebanyakan pendanaan untuk riset metamaterial di Amerika Serikat datang dari militer. Urzhumov melalui surat elektronik ke kantor berita Reuters mengatakan bahwa Departemen Pertahanan Amerika Serikat adalah "salah satu sponsor utama untuk riset metamaterial dan obyek tak kasat mata di Amerika."

Ketertarikan militer terhadap metamaterial terutama dalam membuat pelindung obyek hingga tak tembus pandang, kata Miguel Navarro-Cia dari Imperial College London, yang menjalani riset dalam topik ini dengan pendanaan dari Badan Pertahanan Eropa dan militer Amerika Serikat.

Potensi lain penggunaan metamaterial adalah membuat bagian-bagian pesawat terbang yang menghalangi padangan pilot menjadi tembus pandang untuk dapat melihat di bawah kokpit, atau membantu pengendara mobil menghilangkan sudut mati pada kendaraan.

Membuat gelombang

Ong Chong Kim, direktur Pusat Materi Superkonduktor dan Magnetik di Universitas Nasional Singapura, mengatakan meski metamaterial belum sepenuhnya dapat digunakan untuk membuat obyek tak kasat mata, tapi metodenya dapat digunakan untuk membelokkan jenis gelombang lainnya, termasuk gelombang mekanis seperti suara dan gelombang laut.

Kalangan periset Perancis awal tahun 2013, misalnya, membelokkan gelombang seismik mengelilingi lubang-lubang yang dirancang khusus dalam tanah, merefleksikan gelombang balik kembali.

Ong menunjuk kemungkinan penggunaan pengetahuan rekonfigurasi geometri materi untuk membelokkan gelombang tsunami, agar tidak melanda gedung-gedung strategis.

Metamaterial juga dapat menyerap dan memamcarkan cahaya dengan tingkat efisiensi yang sangat tinggi - sebagai contoh dalam USG resolusi tinggi - atau membelokkan cahaya dalam jarak yang sangat pendek.

Menurut Anthony Vicari dari lembaga konsultan Lux Research, "hal ini dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja jaringan komunikasi serat optik, atau bahkan komunikasi optis antar mikrochips untuk komputasi yang lebih cepat."

Pengisian ulang nirkabel

Penggunaan komersial metamaterial berikutnya kemungkinan besar pengisian ulang nirkabel alat-alat elektronik. Sebuah kemungkinan yang banyak menarik minat industri.

Mark Gostock dari ISIS Innovation Ltd, perusahaan komersialisasi riset Universitas Oxford, mengatakan dirinya tengah bernegosiasi dengan sejumlah perusahaan manufaktur untuk melisensi teknologi ISIS. Samsung telah mengajukan beberapa paten terkait metamaterial dan pengisian ulang nirkabel.

Perusahaan lain yang telah mendaftarkan paten seputar metamaterial adalah Harris Corp, NEC Corp, Hewlett-Packard Co dan Panasonic Corp.

Wil McCarthy dari perusahaan pembuat jendela pintar RavenBrick LLC di Denver mengatakan pada akhirnya metamaterial akan masuk pasar tanpa banyak kejutan. Perusahaannya saat ini telah memegang paten teknologi metamaterial polarisasi kaca.

McCarthy menambahkan : "Konsumen akan membeli produk ini tanpa mengetahui bagaimana cara kerjanya, dan tidak akan pernah ingin tahu atau peduli bahwa mereka melakukan hal-hal yang sebelumnya dianggap mustahil untuk dilakukan."