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, teknologi informasi dan 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
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, d
i 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.