Growing Diamonds in your Own Back<del>yard</del>lab (When the Unimaginable Becomes Possible)

Tulisan ini adalah kelanjutan dari artikel sebelumnya [caption id="attachment_137299" align="alignleft" width="251" caption="Berlian sintetis berukuran 0.4 hingga 1.4 karat (http://www.gl.ciw.edu/research/high_pressure/cvd_diamond)"][/caption] Ditemukannya sifat semi konduktor berlian biru tak pelak telah membuka kemungkinan-kemungkan yang luar biasa di masa depan. Kelangkaannya dan harganya yang super mahal membuat para ilmuwan berpikir keras untuk mewujudkan impian mereka tentang material masa depan. Akhirnya mereka pun berkata: If you can't buy one you can try to make one. Yang saya maksudkan di sini bukanlah berlian imitasi yang umumnya dijual di toko perhiasan seperti halnya kristal atau batu zircon, tapi benar-benar berlian dengan kualitas dan sifat-sifat yang tidak bisa dibedakan dengan berlian alami. Sejarah pembuatan berlian sintetis dimulai di tahun 1955. Adalah General Electrics yang memulainya, mereka menemukan cara untuk membuat sebuah mesin yang mampu menekan karbon dengan tekanan yang sangat besar untuk membuat debu dan serpihan berlian. Sayangnya berlian ini tidak cukup murni dan tidak besar untuk digunakan sebagai perhiasan atau dimanfaatkan sebagai teknologi digital, ia hanya memiliki kegunaan sebagai alat pemotong granit. Di tahun '90an, para ilmuwan telah menemukan dua cara untuk membuat berlian dalam skala laboratorium. Para ilmuwan Rusia mengembangkan mesin yang mampu menghancurkan grafit dengan tekanan 58.000 atm dengan suhu 1300 C. Kondisi ekstrem ini 'memaksa' molekul grafit untuk merubah konfigurasi ikatannya dan mengkristal membentuk berlian berwarna kekuningan. Cara ini pada dasarnya mensimulasikan tekanan dan temperatur yang ada di mantel bumi, tempat berlian terbentuk. Metode ini disebut dengan High Pressure High Temperature (HPHT) [caption id="attachment_137303" align="alignleft" width="217" caption="bijih-bijih berlian yang sedang ditumbuhkan dalam CVD chamber (http://www.usatoday.com/tech/news/techinnovations/2005-10-06-man-made-diamonds_x.htm)"][/caption] Namun ternyata ada sekelompok ilmuwan lain yang menemukan cara alternatif untuk membuat berlian. Ternyata tidak harus dengan tekanan yang sangat tinggi untuk membuatnya. Konsepnya adalah memasukkan gas yang mengandung karbon (metana, CH4) ke dalam sebuah chamber,  menembaknya dengan radiasi gelombang mikro (microwave) untukmembuat atom-atom karbon dalam kondisi ter-eksitasi/ teragitasi dan kemudian mengkondensasikannya. Karena atom-atom karbon memiliki bentuk ikatan yang paten namun memiliki beberapa alotropi, yang perlu dilakukan sekarang adalah 'mengarahkan' atom-atom karbon tersebut untuk membentuk alotropi yang mereka inginkan, yaitu berlian. Caranya adalah meletakkan 'bijih' berlian, yaitu berlian kecil yang berukuran sebutir pasir.  Dengan cara ini atom-atom karbon yang tadinya teragitasi akan langsung mengikuti pola ikatan bijih berlian (rhombic/lattice) ketika dikondensasikan, sederhananya seperti anda membentuk sesuatu dengan menggunakan cetakan. Pada bijih berlian kecil ini, kristal-kristal karbon baru akan terbentuk, atom demi atom hingga ukurannya makin membesar. Cara ini disebut dengan Chemical Vapor Deposition (CVD).  Cara ini lebih 'lembut' ketimbang cara pertama, alih-alih tekanan yang sangat tinggi, berlian bisa ditumbuhkan dalam kondisi vakum. Kelebihan lainnya adalah bentuk, warna, komposisi, dan sifatnya bisa dibuat sesuai dengan keinginan kita. Bahkan berlian biru semi konduktor pun bisa dibuat dengan cara ini. Jika alam membutuhkan waktu jutaan tahun untuk membuat berlian, CVD hanya butuh waktu 4 hari hingga seminggu.  Video pembuatan berlian dengan teknologi CVD bisa anda lihat di sini Saat ini teknologi CVD telah mampu memproduksi lembaran berlian yang dibutuhkan untuk menggantikan lembaran Silikon konvensional dalam industri semi konduktor. Dengan ketahanan panas yang luar biasa dan kemampuan menghantar arus yang efisien, chip dan processor dari berlian dapat dibuat lebih kecil tanpa kekhawatiran akan mengakibatkan overheat. Komputer-komputer  berbasis berlian semi konduktor diperkirakan akan memiliki kecepatan 100 kali lebih tinggi daripada komputer konvensional berbasis Silikon. Dengan makin majunya teknologi komputer, kita bisa bayangkan bagaimana wajah sains dan teknologi 10 tahun ke depan. Kemungkinan-kemungkinan yang ada benar-benar endless. Dengan ketahanan benturan yang luar biasa, bukan mustahil jika di suatu saat nanti material untuk rompi anti peluru akan diperkuat dengan berlian. [caption id="attachment_137304" align="alignright" width="218" caption="Carnegie super diamond (http://www.gl.ciw.edu/research/high_pressure/cvd_diamond)"][/caption] Pada saat ini tim ilmuwan dari Carnegie Institute di Amerika telah berhasil membuat sebuah super diamond, yaitu berlian berukuran 13 karat (sangat besar untuk ukuran berlian sintetis) dan 50% lebih kuat daripada berlian alami. Berlian ini digunakan untuk penelitian mereka yang mensimulasikan kondisi-kondisi ekstrem yang ada di alam semesta. Mereka ingin meneliti apakah kehidupan mampu bertahan dalam kondisi yang sangat tidak bersahabat seperti pada tekanan dan suhu yang sangat tinggi. Mereka meletakkan sebuah spesimen yang mengandung bakteri E. coli di antara dua ujung super diamond, lalu memberikan tekanan yang sangat besar kepada berlian tersebut. Tekanan yang dihasilkan dua berlian pada permukaan spesimen yang kecil tersebut dilaporkan mendekati tekanan yang ada di mantel bumi. Apa yang terjadi pada bakteri-bakteri E.coli tersebut? Walaupun hampir semua bakteri hancur dalam kondisi tekanan tinggi, ternyata ada 1% yang mampu bertahan hidup!! Ini menunjukkan bahwa kehidupan mampu survive dalam kondisi yang paling sulit sekalipun. Implikasinya, kehidupan di luar bumi pun sangat mungkin ada, walaupun  hanya berupa mahluk satu sel sederhana. [caption id="attachment_137311" align="alignright" width="178" caption="salah satu berlian sintetis buatan Apollo Diamonds"][/caption] Selain dari teknologi, industri perhiasan pun rupanya mulai melirik teknologi CVD ini. Salah satu perusahaan yang mengaplikasikan teknologi ini untuk perhiasan adalah Gemesis. Walaupun mulanya mereka membidik pasar industri, pada tahun 2005 mereka memutuskan untuk membuka segmen pasar perhiasan. Apa yang mereka lakukan tentu saja seperti membangunkan macan tidur, keberadaan mereka tentu saja mengancam dominasi De Beers yang monopoli pasar dan mengontrol harga berlian dunia. Apalagi berlian sintetis ini hampir mustahil dibedakan dengan berlian alami, mereka sama-sama murni, sama-sama keras, perbedaannya hanyalah sejarah pembuatannya saja. Harganya? Sekitar 1/3 harga berlian alami. Mengingat teknologi CVD muncul beberapa tahun setelah teknologi HPHT, bukan tidak mungkin perkembangan berikutnya akan membuat harga berlian sintetis lebih murah lagi. Can you grow diamonds in your own backyardlab? With CVD, yes you can. PS: Sebuah tulisan yang diilhami dari Naked Science - Super Diamonds http://www.usatoday.com/tech/news/techinnovations/2005-10-06-man-made-diamonds_x.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic_diamonds