Sekiranya anda ditanya satu soalan mudah 'apakah bahan yang anda rasa terkuat di bumi?' pasti ramai yang akan menjawab berlian atau diamond.
Berlian memang mempunyai reputasi tinggi ketahanannya di kalangan masyarakat dunia, namun berlian bukanlah bahan terkuat yang ada. Berdasarkan kekuatannya, berlian hanya layak duduk dalam kedudukan ke 7 senarai ini.
BESARKAN TEKS A- A+
Apakah bahan semulajadi atau ciptaan manusia paling kuat, yang ditemui atau dicipta setakat ini?
7. Berlian
Berlian bukan bahan paling keras yang ada di bumi. Walaupun begitu, berlian tetap bergelar bahan semulajadi paling kalis calar yang ada.
Boleh ditemui secara semulajadi yang mempopularkan penggunaannya, berlian terbentuk hasil percantuman elemen karbon yang membentuk pepejal dikenali sebagai kubik berlian - melalui proses yang sangat lama sehingga bentuknya menjadi sangat mampat.
Sebuah berlian asli mempunyai rupa yang unik serta harga yang sangat tinggi disebabkan oleh usianya. Tahu tak, berlian yang biasanya digunakan untuk dijadikan barangan perhiasan biasanya berusia di antara 1 billion tahun ke 3 billion tahun!
Sebab itulah ada pepatah menyebut 'berlian itu abadi.'
6. Berlian lonsdaleite
Lonsdaleite atau 'berlian heksagon' ekoran susunan struktur kristal yang membentuk berlian unik ini, ditemui pada tahun 1967 daripada serpihan meteor yang jatuh di sekitar Lembah Diablo, Arizona, Amerika Syarikat.
Kekuatan lonsdaleite jika dibandingkan dengan berlian biasa berada tahap 58% lebih kuat, melayakkan bahan ini yang ditemui hanya dalam bentuk kristal bersaiz mikro duduk dalam kedudukan lebih tinggi berbanding berlian biasa.
Lonsdaleite dinamakan sempena seorang penyelidik bernama Kathleen Lonsdale dari Ireland, yang banyak berjasa dalam bidang sintesis berlian. Lonsdale juga merupakan salah seorang penyelidik terawal menggunakan sinaran X bagi mengkaji molekul kristal.
5. Nanotiub boron nitrat
Ditemui pada tahun 1995 hasil daripada penyelidikan ke atas bahan boron nitrat, Boron Nitride Nanotubes atau BNNT merupakan sejenis bahan bersaiz mikro ciptaan manusia yang mempunyai bentuk silinder; sebab itulah namanya diberikan sedemikian rupa.
Dihasilkan dengan menggunakan teknik yang sama bagi penghasilan sejenis lagi bahan iaitu nanotiub karbon yang akan kita bincangkan kemudian, BNNT terhasil dengan penyusunan atom-atom boron dan nitrogen dalam bentuk ikatan heksagon.
Struktur yang unik itu memberikan BNNT sifat untuk menjadi perintang elektrik, tahan haba sehingga 900 darjah celcius, mampu menyerap radiasi dan yang penting, kuat dan ringan!
Dihasilkan secara komersial oleh kilang-kilang pengeluar, BNNT berpotensi untuk digunakan dalam industri perlombongan, perubatan dan aeronautik. Bagaimanapun, proses penghasilannya sukar menyebabkan kosnya jadi terlalu tinggi; 1kg BNNT yang terhasil dinilaikan pada harga sekitar RM3.9 juta.
4. UHMWPE
UHMWPE atau Ultra-High-Molecular-Weight-Polyethylene adalah sejenis bahan polimer yang mempunyai tahap ketahanan yang tinggi, berbanding bahan polimer jenis lain.
Disebabkan oleh daya ketahanannya serta sifatnya yang mudah lentur, UHMWPE menjadi bahan yang popular untuk digunakan sebagai komponen penggerak dalam penghasilan organ prostetik,membantu individu yang kurang upaya dapat mempunyai organ ganti yang tahan lama.
DItemui dalam dekad 1960-an oleh dua orang penyelidik bernama Pennings dan Kiel, penambahbaikan kepada proses penghasilan UHMWPE berjaya memperbaiki proses penciptaannya.
Selain perubatan, UHMWPE juga digunakan bagi penghasilan perisai untuk tubuh dan kenderaan, sarung tangan keselamatan, peralatan mendaki, tali joran, layar kapal dan bermacam lagi kegunaan komersial.
3. Kaca amorf
Kaca yang biasa kita gunakan kebanyakannya bersifat mudah pecah. Ada sejenis kaca yang dinamakan sebagai 'amorphous glass' atau kaca amorf menjadi gentian kaca yang dianggap paling kuat setakat ini kerana kaca ini diperkuatkan dengan bahan keluli atau besi.
Oleh sebab itulah kaca amorf turut sama dikenali sebagai 'kaca berbesi' atau 'besi kaca'. Mempunyai kekuatan 2 ke 3 kali lebih kuat berbanding logam aloi lain, keunikan bahan material ini bukan saja pada kekuatannya bahkan kepada tahap keringanannya.
Lebih unik - kaca besi ini boleh dibentuk dan dilentur mengikut acuan memudahkan penggunaannya secara meluas; boleh dijadikan badan atau rangka kereta, pesawat, kapal malahan struktur bangunan.
Besi kaca juga mampu digunakan sebagai penebat haba, penebat bunyi dan pelindung karat panel rumah; melayakkan besi kaca ini digelarkan antara 'bahan material terpenting di masa depan.'
Dihasilkan kali pertama pada tahun 1960 oleh dua penyelidik California Institute of Technology, kekangan utama bahan ini untuk mula digunakan secara meluas adalah disebabkan kos penghasilannya yang masih tinggi.
Setakat ini, sejenis besi kaca hasil gabungan kaca dengan aloi mikro fosforus, silikon, germanium, perak dan palladium merupakan besi kaca terkuat yang pernah dihasilkan.
2. Nanotiub karbon
Jika kedudukan ke 5 kami menceritakan berkenaan bahan BNNT, satu lagi bahan yang mempunyai persamaan dengan bahan tersebut tetapi mempunyai kekuatan lebih besar adalah nanotiub karbon atau carbon nanotubes (CNTS).
Dibentuk melalui susunan struktur karbon dalam bentuk heksagon, CNTS mempunyai banyak sifat unik yang menjadikannya lebih bernilai berbanding keluli; kekuatannya 400 kali ganda keluli biasa, beratnya pula hanya 1/6 berat keluli.
CNTS mampu menjadi konduktor haba yang sangat baik dan daya ketahanannya terhadap perubahan persekitaran juga sangat tinggi.
Walaupun telah ditemui lebih awal, hasil kerja seorang ahli fizik Jepun bernama Sumio Iijima yang diterbitkan dalam tahun 1991 dikatakan menjadi perintis utama kepada kemajuan penyelidikan dalam bahan ini.
Kajian Iijima berjaya memperjelaskan dengan lebih terperinci apakah kelebihan sebenar material nanotiub karbon serta berjaya menterjemahkan dengan lebih baik apakah sifat sebenar bahan material kedua terkuat setakat ini.
1. Graphene
Graphene adalah bahan asas bersaiz satu atom diperbuat daripada karbon, menjadi struktur asas kepada pembentukan CNTS yang kami nyatakan di atas.
Berbeza dengan CNTS, graphene dalam bentuk asalnya bersifat dua dimensi dan setakat ini, merupakan bahan paling nipis tetapi terkuat telah ditemui/diciptakan.
Penemuan graphene bermula hasil daripada kajian panjang pelbagai penyelidikan lain terhadap bahan graphite, membolehkan graphene diasingkan dan dikenalpasti pada tahun 2004; melalui satu eksperimen mudah yang dijalankan dua penyelidik Andre Geim dan Konstantin Novoselov dari University of Manchester.
Penemuan itu membolehkan lebih banyak penyelidikan bagi membangunkan bahan berasaskan graphene dimulakan sehingga graphene antara material yang digunakan secara meluas dalam pelbagai jenis industri.
Graphene ketika ini sudah dimanfaatkan dalam pelbagai fungsi, seperti penyimpan caj dalam bateri dan juga kapasitor, penyadur, sensor, panel solar dan pelbagai lagi produk berbeza. Berikutan sumbangan besar mereka kepada pembangunan bahan graphene, Geim dan Novoselov dianugerahkan anugerah Nobel dalam Fizik tahun 2010.
Novoselov menjadi antara individu termuda memenangi anugerah tersebut pada usia 36 tahun, kini berkhidmat bersama National University of Singapore sebagai salah seorang pensyarah di sana.
