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.
Kata-kata sulit
- penguatan — proses membuat sesuatu menjadi lebih kuat
- simulasi — percobaan atau model yang dijalankan di komputer
- dinamika molekuler — gerak dan interaksi partikel pada skala atom
- klaster komputasi — kumpulan komputer untuk menghitung banyak data
- rasio Poisson — angka yang menggambarkan sifat elastis bahan
- penahanan volume — aksi menjaga volume material tetap sama saat diregangkan
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Bagaimana temuan tentang penahanan volume bisa memengaruhi desain ban menurut Anda?
- Apakah Anda percaya simulasi komputer cukup untuk menjelaskan sifat material? Mengapa?
- Sebutkan contoh produk karet dalam kehidupan sehari-hari yang perlu kaku dan jelaskan alasannya.
Artikel terkait
AUC dan Minapharm dirikan akademi bioteknologi di Afrika
American University in Cairo (AUC) bekerja sama dengan Minapharm untuk mendirikan akademi bioteknologi yang menghubungkan pendidikan dan kebutuhan industri. Inisiatif ini fokus pada pelatihan praktik, penelitian, dan inovasi di Mesir, Timur Tengah, dan Afrika.
Molekul Baru Menyimpan Energi Surya untuk Panas Malam
Para peneliti UC Santa Barbara mengembangkan molekul organik bernama pyrimidone yang menangkap cahaya matahari, menyimpan energi dalam ikatan kimia, dan melepaskannya sebagai panas saat diperlukan. Material ini larut dalam air dan dapat dipompa melalui kolektor surya.
Pakaian Pintar dengan MXenes untuk Pantau dan Lindungi Kesehatan
Penelitian menelaah penggunaan MXenes — bahan tipis berbasis logam — pada tekstil pintar untuk memantau tanda vital, melawan bakteri, dan menyimpan energi matahari. Ulasan menyorot potensi aplikasi dan batasan produksinya.