Bagaimana Partikel Memperkuat Karet ^{CEFR B1}

Sebuah tim yang dipimpin Profesor David Simmons dari University of South Florida berhasil memecahkan teka-teki lama tentang penguatan karet bertulang. Hasil penelitian mereka dipublikasikan di Proceedings of the National Academy of Sciences. Anggota tim termasuk peneliti postdoctoral dan mahasiswa doktoral dari USF.

Tim menjalankan sekitar seribu sampai ribuan simulasi dinamika molekuler menggunakan klaster komputasi universitas dan memurnikan model serta cara penyebaran carbon black di dalam karet. Simulasi itu memodelkan interaksi ratusan ribu atom dan memungkinkan pengujian gagasan pada skala nano.

Mekanisme kunci adalah ketidaksesuaian rasio Poisson. Partikel berperan seperti penopang kecil yang mencegah karet menipis ketika diregangkan, sehingga volume dipaksa meningkat dan material menjadi jauh lebih kaku. Peneliti juga menemukan bahwa gagasan sebelumnya—jaringan partikel, interaksi lengket, dan efek pengisian ruang—tidak bertentangan tetapi turut berkontribusi pada penahanan volume. Temuan ini berpotensi memengaruhi desain ban dan aplikasi karet lain.