PROBACA.COM – Pernah melihat ilusi sulap ketika sebuah benda tampak menghilang, padahal sebenarnya hanya disembunyikan dengan trik tertentu? Kini, para peneliti membuat versi ilmiahnya—bukan dengan kain ajaib, melainkan dengan material khusus yang dapat mengarahkan panas mengelilingi benda tiga dimensi.
Hasilnya cukup mengejutkan: kamera inframerah bisa melihat pola suhu yang seolah-olah tidak terganggu oleh keberadaan benda di baliknya. Benda tersebut tetap ada, tetapi jejak panasnya dibuat tampak seperti bagian dari ruang kosong.
Teknologi ini disebut thermal cloak, atau jubah termal. Jubah ini dirancang untuk menyembunyikan objek dari deteksi panas, bahkan ketika panas datang dari berbagai arah. Di sinilah keunggulannya dibandingkan jubah termal generasi sebelumnya.
Perangkat terdahulu biasanya hanya bekerja pada permukaan datar atau ketika panas mengalir dari satu arah tertentu. Bayangkan seperti mengatur arus kendaraan hanya di satu ruas jalan: selama semua kendaraan datang dari arah yang sama, sistemnya berjalan. Namun, begitu arah lalu lintas berubah, trik itu tidak lagi efektif.
Tim dari University of Illinois Urbana-Champaign, yang dipimpin profesor teknik sipil dan lingkungan Shelly Zhang bersama peneliti pascadoktoral Weichen Li dan mahasiswa pascasarjana Yibo Wang, berkolaborasi dengan profesor Ole Sigmund dari Technical University of Denmark. Temuan mereka diterbitkan di jurnal Nature Communications.
“Jubah termal yang sebenarnya seharusnya bekerja, dari mana pun panas datang,” kata Zhang. Menurutnya, perangkat baru ini dapat menyembunyikan objek 3D kompleks dari jumlah arah yang tidak terbatas, sambil menjaga suhu di dalamnya tetap stabil dan terlindungi.
Kunci rancangan tersebut berasal dari bidang bernama transformation thermotics. Sederhananya, bidang ini mempelajari cara “membelokkan” aliran panas melalui material yang dirancang secara khusus—mirip selokan yang mengarahkan air mengitari rumah agar bagian dalam tetap kering.
Para peneliti menciptakan material berbentuk kisi yang dapat diatur secara independen pada tiga arah. Dengan mengubah struktur kisi itu, mereka bisa mengendalikan seberapa mudah panas melewati bagian-bagian tertentu dari jubah. Rentang kemampuan menghantarkan panasnya juga jauh lebih luas dibandingkan rancangan sebelumnya, sehingga lebih mendekati sifat yang dibutuhkan untuk jubah termal ideal.
Yang menarik, tim ini tidak berhenti pada simulasi komputer. Mereka benar-benar membuat perangkatnya. Sebuah kisi aluminium yang rumit diproduksi menggunakan pencetakan logam 3D. Kisi tersebut berfungsi sebagai jalur bagi panas untuk mengalir secara efisien.
Ruang-ruang yang tersisa kemudian diisi melalui proses pencetakan cetakan dengan material mirip karet yang sulit menghantarkan panas. Gabungan aluminium dan material berkonduktivitas rendah itu memungkinkan aliran panas dikendalikan dengan lebih cermat.
Untuk mengujinya, perangkat ditempatkan di antara wilayah panas dan dingin sehingga tercipta perbedaan suhu. Aliran panas pun bergerak melalui lingkungan sekitar. Kamera inframerah kemudian digunakan untuk memantau pola suhu yang terbentuk.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa jubah tersebut mampu mengarahkan panas mengelilingi area tersembunyi, sekaligus mempertahankan pola suhu di sekitarnya. Dari sudut pandang kamera inframerah, area itu terlihat hampir sama seperti ketika tidak ada benda apa pun di sana.
Sementara itu, suhu di dalam jubah tetap seragam. Artinya, jubah tersebut bukan hanya membantu menyamarkan objek dari kamera, tetapi juga melindungi ruang tersembunyi dari kondisi suhu ekstrem di luar.
Tim kemudian menguji apakah perangkat itu mampu menyembunyikan bentuk yang rumit. Hasilnya, jubah berhasil menyamarkan geometri tiga dimensi yang kompleks, termasuk bentuk detail yang menyerupai kepala manusia. Menurut para peneliti, jubah termal eksperimental sebelumnya belum menunjukkan gabungan kemampuan menyembunyikan bentuk serumit itu dengan kinerja tiga dimensi yang sebanding.
Teknologi ini berpotensi digunakan di berbagai bidang. Dalam elektronik, misalnya, jubah termal dapat membantu mengarahkan panas menjauh dari komponen sensitif, memperbaiki pengelolaan panas pada mikrocip, serta melindungi perangkat yang bekerja dalam kondisi berat.
Dalam keamanan dan pertahanan, versi masa depan teknologi ini mungkin dapat membantu menyembunyikan manusia atau peralatan dari sistem deteksi termal. Teknologi yang sama juga dapat digunakan untuk melindungi aset berharga dari kondisi suhu ekstrem.
Namun, para peneliti menekankan bahwa jubah yang ada sekarang terutama bekerja dengan mengalihkan panas dari luar. Tantangan berikutnya adalah membuat jubah yang mampu menyembunyikan benda yang menghasilkan panas sendiri.
Untuk itu, material di masa depan harus dapat mengendalikan panas dari dalam area tersembunyi—bukan sekadar membelokkan panas yang datang dari luar. Jubah tersebut perlu mampu memusatkan, menyebarkan, atau mengarahkan energi panas sesuai perubahan kondisi.
Jika berhasil, kemampuannya akan jauh lebih luas: dari perlindungan elektronik dan manajemen suhu hingga teknologi yang berkaitan dengan deteksi inframerah. Zhang mengatakan, timnya telah menunjukkan bahwa jubah termal tiga dimensi yang bekerja dari segala arah memang memungkinkan. Langkah selanjutnya adalah membuatnya tidak hanya menyembunyikan dan melindungi, tetapi juga memanipulasi panas secara aktif.
Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation, Villum Foundation, dan Air Force Office of Scientific Research. Zhang juga berafiliasi dengan departemen mechanical science and engineering serta National Center for Supercomputing Applications di University of Illinois Urbana-Champaign.
Nah, benda itu sebenarnya tidak lenyap. Yang “menghilang” adalah pola panas yang biasanya memberi tahu kamera inframerah bahwa benda tersebut ada—seolah-olah aliran panas diajak memutar agar rahasianya tetap tersembunyi.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Disadur dari ScienceDaily
