Es Biasa Ternyata Bisa Hasilkan Listrik, Studi Terbaru Ungkap Potensi Luar Biasa
Sebuah penelitian terobosan dalam jurnal Nature Physics telah mengungkapkan sifat menakjubkan dari material yang paling kita kenal: es. Studi ini menyatakan bahwa es biasa adalah material flexoelectric, yang berarti ia dapat menghasilkan listrik ketika ditekuk, dipelintir, atau dideformasi secara tidak merata.
Penemuan ini dilakukan oleh tim peneliti internasional dari berbagai institusi terkemuka, termasuk ICN2 (Institut Nanosains dan Nanoteknologi Catalan), Universitas Xi’an Jiaotong, dan Universitas Stony Brook.
Listrik dari Tekanan Mekanis
Prinsip di balik fenomena ini disebut efek flexoelectric. Efek ini menggambarkan keterkaitan antara muatan listrik dan gradien regangan (perubahan bentuk tidak merata) dalam suatu material. Pada es, ketika tekanan mekanis diberikan—seperti membengkokkan atau memelintirnya—susunan molekul air yang terdistorsi menghasilkan muatan listrik.
Yang lebih mengejutkan lagi, studi ini menemukan bahwa pada suhu yang sangat rendah (di bawah -113°C atau 160K), permukaan es berkembang menjadi lapisan ferroelectric. Artinya, lapisan ini dapat mempertahankan polarisasi listrik yang dapat dibalik, mirip dengan cara kutub magnet dapat dibalik. Sifat ini membuat permukaan es memiliki “memori” listrik.
Dualitas Sifat: Dari Awan hingga Teknologi Masa Depan
Dengan sifat flexoelectric pada suhu yang lebih tinggi dan ferroelectric pada suhu sangat rendah, es menunjukkan perilaku listrik yang setara dengan material elektrokeramik mutakhir seperti titanium dioksida.
Penemuan ini bukan hanya sekadar keajaiban laboratorium. Ia memberikan penjelasan ilmiah yang kuat untuk fenomena alam yang telah lama diamati, seperti:
- Pengisian Listrik Awan: Partikel es yang bertumbukan, bengkok, dan berdeformasi di dalam awan badai menghasilkan muatan listrik melalui efek flexoelectric.
- Pembentukan Petir: Akumulasi muatan ini berkontribusi langsung pada pembangunan potensial listrik yang sangat besar yang akhirnya dilepaskan sebagai sambaran petir.
Membuka Pintu Inovasi Teknologi
Di luar ilmu atmosfer, penemuan sifat kelistrikan es ini membuka peluang baru untuk aplikasi teknologi yang revolusioner. Para peneliti melihat potensi dalam pengembangan:
- Sensor Biaya Rendah: Sensor yang terbuat dari atau terinspirasi oleh es, yang dapat beroperasi di lingkungan yang sangat dingin, seperti di kutub atau di luar angkasa.
- Pemanen Energi (Energy Harvesting): Perangkat yang dapat mengubah energi mekanik di lingkungan bersuhu rendah (seperti getaran atau deformasi) menjadi energi listrik, memberikan sumber daya untuk perangkat pencatat data (loggers) atau sensor terpencil.
“Kami pada dasarnya menemukan bahwa es, material yang tampak sederhana, memiliki kompleksitas listrik yang setara dengan material fungsional yang dirancang khusus,” kata salah satu peneliti yang terlibat. “Ini membuka pikiran kita untuk memanfaatkan material sederhana dan melimpah untuk aplikasi teknologi baru.”
Dengan demikian, lapisan es dalam minuman Anda ternyata menyimpan potensi listrik yang selama ini tidak kita sadari, sebuah rahasia alam yang kini mulai terungkap dan siap menginspirasi inovasi masa depan.
