Self Assembly: Sifat Nanopartikel Pada Teknologi Iron Man

Nanopartikel dan Teknologi Iron Man

Sains menjadi salah satu sumber inspirasi  dalam industri film terbaik abad ini yaitu Marvel Cinematic Universe. Nanoteknologi menjadi salah satu sumber inspirasi dalam industri film tersebut. Hal ini dapat ditemukan dalam teknologi zirah Tony Stark atau yang dikenal sebagai Iron Man pada film Avengers: Infinity War.

Mark suit, zirah super canggih Tony Stark terus mengalami perkembangan seiring berjalannya cerita Iron Man dalam Marvel Cinematic Universe. Awalnya, Mark suit hanya bisa dipakai dari markas, membuatnya kurang praktis. Kemudian, Tony mengemasnya dalam koper, dan selanjutnya mengembangkannya agar bisa dipanggil dari jarak jauh. Untuk versi terbaru di film Avengers: Infinity War, Mark suit dapat langsung menyelubungi Tony dengan mengetuk reaktor di dadanya.

Perkembangan Mark suit mencerminkan tren teknologi di dunia nyata: semakin kecil dan portabel. Contohnya, komputer ENIAC yang memakan satu ruangan berevolusi menjadi PC yang dapat diletakkan di atas meja, kemudian laptop yang dapat dibawa kemana-mana, dan kini smartphone yang super mini. Perkembangan ini terjadi karena mengecilnya ukuran transistor, salah satu komponen utama komputer.

Moore's Law, prediksi Gordon Moore, pendiri INTEL tentang mengecilnya ukuran transistor, terbukti benar. Ukuran transistor dalam chip terus mengecil menjadi dua kali lipat setiap tahun. Saat ini, chip dengan fabrikasi terkecil mencapai 3nm, mendekati ukuran DNA manusia. Chip ini dapat ditemukan pada Apple A17 Bionic. Ini merupakan salah satu bentuk dari nanoteknologi.

Nanoteknologi mengarah pada rekayasa dan pembuatan bahan dalam skala atom, yakni 1-100nm(Farokhzad dan Langer, 2009). Dalam skala ini, material memiliki sifat yang berbeda dari sifat normalnya karena adanya efek kuantum. Dengan bereksperimen pada tingkatan ini, diyakini bahwa sesuatu yang tidak pernah terpikirkan sebelumnya dapat diciptakan. Atom-atom pada skala ini dapat didesain sehingga memiliki fungsi tertentu. Materi dapat dimanipulasi agar memiliki sifat dan berperilaku sesuai dengan tujuan yang diinginkan pada skala ini. Materi yang dimanipulasi dalam nanoteknologi dikenal dengan istilah nanopartikel.

Self Assembly Sebagai Sifat Nanopartikel pada Teknologi Zirah Iron Man

Nanopartikel merupakan partikel yang memiliki sifat khusus akibat dari ukurannya. Salah satu sifat khusus yang dimiliki oleh nanopartikel adalah Self Assembly. Self Assembly merupakan kemampuan nanopartikel dalam mengontrol struktur dan sifatnya dengan mengandalkan kontrol interaksi antara sifat elektronik, magnetik dan optik. Sifat ini menjadi inspirasi dalam pembuatan zirah Tony Stark untuk menjadi Iron Man. 

Tony hanya perlu untuk mengetuk reaktor di dadanya, dimana reaktor tersebut menjadi tempat penampungan nanopartikel yang menyusun Mark suit miliknya. Mark suit tersebut dapat tersusun sendiri karena kemampuan self assembly dari nanopartikel dalam reaktor milik Tony.

Sifat self assembly nanopartikel sendiri sudah sering dijadikan bahan pengamatan dalam melakukan percobaan. Salah satunya percobaan yang dilakukan oleh Dr. Paul Cherukuri dan timnya di Rice University tentang self assembly pada carbon nanotubes (CNT). Dilansir dari Rice University News and Media Relation, fenomena yang terjadi dalam percobaan ini dikenal dengan nama Teslaphoresis. Fenomena ini diamati saat CNT merubah strukturnya menjadi seperti kabel saat dikenai medan dari Tesla coil. 

Menurut Cherukuri, Nikola Tesla yang menjadi pencipta coil untuk mengirim listrik tanpa kabel, tidak mengetahui fenomena ini. Cherukuri dan timnya menemukan bahwa Teslaphoresis dapat merakit dan mendayai sirkuit yang mengumpulkan energi dari medan listrik. 

Dalam eksperimen tersebut, struktur CNT berubah menjadi seperti kawat yang menghubungkan dua LED, dan menyerap energi dari medan Tesla coil untuk menerangi LED tersebut. Hal ini ini dikarenakan CNT yang ditempatkan dalam medan Teslaphoretic menjadi terpolarisasi. Polarisasi tersebut akan menyebabkan CNT saling tertarik dan membentuk struktur seperti kabel.

Youtube/ Rice University

Self assembly membuat nanopartikel sederhana membentuk struktur yang lebih kompleks. Pemanfaatan dari self assembly ini dapat ditemukan pada:

• Pembuatan nanomaterial dan komponen mikroelektronik,
• Pengembangan kerangka untuk regenerasi jaringan tubuh manusia,
• Pengembangan teknologi nanorobot.

Dengan penelitian dan pengembangan yang kontinu, sifat self assembly nanopartikel ini dapat berpotensi merevolusi industri dan membuka jalan bagi nanomaterial yang canggih dan lebih fungsional.

Referensi

Farokhzad, O., dan Langer, R. (2009). Impact of nanotechnology on drug delivery.. ACS nano, 3 1, 16-20 . https://doi.org/10.1021/nn900002m.

Nie, Z., Petukhova, A., dan Kumacheva, E. (2010). Properties and emerging applications of self-assembled structures made from inorganic nanoparticles.. Nature nanotechnology, 5 1, 15-25 . https://doi.org/10.1038/nnano.2009.453.

Cherukuri, Paul, etc. (2016). Nanotubes Assemble! Rice Introduces Teslaphoresis. https://youtu.be/w1d0Lg6wuvc?feature=shared