bahan berubah warna

Bahan Berubah Warna Bergantung Cara Pemandang

Ditulis Oleh Administrator

Thursday, 14 February 2008

Lihatlah lebah pohon kayu dari depan maka lebah berwarna merah. Namun lihatlah dari samping mulai kehijauan dan pada sudut 80 derajat maka lebah berwarna hijau. Kewarna-warnian pada lebah ini diadopsi ilmuwan untuk membuat bahan yang serupa. Sekelompok peneliti dari University of Namur di Belgia, telah membuat bahan warna-warni yang sangat menyerupai struktur dan penampilan lebah Coleoptera. Dengan menganalisa mekanisme fisis yang menyebabkan perubahan warna, peneliti dapat memprediksi warna yang muncul dari bahan tertentu, dan sebaliknya menentukan sifat struktural yang diperlukan untuk memunculkan warna. Dengan pengertian ini mereka membuat bahan warna-warni yang bervariasi. “Dalam konteks bahan warna-warni, arti penting penelitian ini adalah fakta bahwa kami menemukan struktur fotonik warna-warni baru di alam yang memberi kita inspirasi untuk mensintesis bahan buatan yang strukturnya diluar jangkauan imajinasi manusia” sebut Olivier Deparis kepada PhysOrg.com. Dalam edisi terbaru New Journal of Physics, peneliti menjelaskan penyebab warna terang berubah berdasar sudut pandang. Lebah yang dipelajari (Chrysochroa vittata dan Hoplia coerulea) mempunyai lapisan bahan dengan ketebalan berbeda. Ketika gelombang cahaya dipantulkan oleh lapisan berbeda pada kedalaman berbeda, maka cahaya berinterferensi. Jadi ketika kita melihat lebah, warna yang kita lihat disebabkan oleh kombinasi puncak pantulan lapisan. Maka jika kita melihat dari sudut yang lebih besar, puncak pantulan akan bergeser pada panjang gelombang yang lebih pendek. Bahan alamnya sangat tersebar. Semua hewan yang dapat mengeluarkan warna menggunakan “chitin“ untuk indeks bias tinggi, dan kombinasi udara atau air untuk indeks rendah. Tidak ada dua spesies yang memberi warna sama. Ketidaksamaan itu disebabkan oleh beda bahan atau ketebalan, fenomena alam ini dapat menguntungkan peneliti ketika mencoba membuat bahan artifisial serupa. “Bayangkan grafik dimana sumbu x adalah derajat kompleksitas struktur nano bahan warna-warni dan sumbu y adalah penyebaran bahan dasar yang digunakan untuk membuat struktur nano. Bahan warna-warni alam dikarakterisasi oleh struktur kompleksitas tinggi tetapi dengan bahan dasar sedikit; itulah kekuatan luar biasa alam untuk berevolusi dari struktur dasar hingga yang paling rumit dan optimal selama adaptasi ribuan tahun karena perubahan lingkungan. Karena itu dalam presentasi grafis, bahan alam memiliki sumbu x tinggi dan sumbu y rendah.” Di sisi lain lanjut Deparis, bahan buatan memiliki karakteristik sebaliknya. Karena keterbatasan proses fabrikasi industri dan imajinasi manusia, bahan fotonik buatan memiliki struktur sederhana namun menggunakan bahan yang banyak. “Pendekatan ini menggunakan struktur alam sebagai dasar desain bahan buatan memungkinkan kami untuk mencoba mencapai nilai sumbu x dan y yang tinggi, seperti menghasilkan bahan baru yang memiliki kompleksitas tinggi dan terbuat dari bahan komposisi kimia yang lebih besar.” Menggunakan lapisan berskala nano dari lebah sebagai kerangka awal, Deparis dan koleganya mendesain dan membuat permukaan warna-warni dari lapisan titanium dan silikon oksida. Ada dua variable yang menentukan sifat kewarna-warnian; periode lapisan dan rasio ketebalan lapisan. Periode lapisan menentukan warna dominan jika dilihat dari depan sedangkan rasio ketebalan menentukan seberapa jauh perubahan warna akibat pergeseran panjang gelombang ketika sudut pandang membesar. Berdasar pengertian ini, peneliti berhasil membuat bahan yang meniru pewarnaan lebah dengan tepat. Missal pada C. vittata (lebah merah hijau) mempunyai periode lapisan 200 nm, sehingga berwarna merah. Lebah ini juga mempunyai rasio yang kecil sehinga pergeseran panjang gelombangnya besar sekitar 110 nm ketika sudut pandang membesar. “Pada penelitian ini, pendekatan diperjelas oleh fakta bahwa kami menggunakan dua bahan yang dipilih dari banyak jenis oksida untuk mendapatkan aspek warna-warni yang sangat berbeda dengan menggunakan sifat kompleksitas. Disini kompleksitas diperkenalkan dengan memperlakukan ketebalan lapisan sebagai parameter bebas dan independen, yang biasanya tidak ada pada desain standar pemantul Bragg multi lapisan. Aplikasi yang mungkin dari bahan ini adalah bidang seni, arsitektur atau kaca optalmik.” Sebut Deparis Kelompok ini juga mengembangkan model yang mampu memprediksi spektrum pemantulan bahan warna warni dari sudut manapun. Dengan menetapkan ketebalan lapisan, peneliti kini dapat menghasilkan banyak variasi bahan warna-warni dengan perubahan warna yang jelas. Bahan ini dapat digunakan pada industry pada permukaan skala besar, yang akan sangat menantang. Tantangan lain adalah deposisi film multi lapisan dengan substrat berbeda.