Ilmuwan Berhasil Simulasikan Berlian Super, Lebih Keras dari Berlian

Berlian dikenal sebagai material terkeras di dunia.

ANTARIKSA -- Para ilmuwan telah mensimulasikan bentuk karbon superkuat yang lebih keras daripada berlian, bahan paling keras yang pernah diketahui. Namun untuk menghasilkan objek nyata memerlukan perjalanan jauh ke luar tata surya kita, ke pusat sebuah planet ekstrasurya.

Karbon yang disebut BC8 itu adalah kristal delapan atom yang 30 persen lebih tahan terhadap kompresi dibandingkan berlian, menurut sebuah studi baru. Para ilmuwan telah mencoba mensintesis kristal ini di laboratorium, namun tidak berhasil.

Simulasi baru itu mengungkapkan material tersebut hanya dapat dibuat dalam kisaran tekanan dan suhu yang sempit, sehingga memungkinkan sintesis tersebut bisa terjasi di masa depan. Laporan penelitian tersebut telah diterbitkan dalam The Journal of Physical Chemistry Letters pada Januari 2024.

Penelitian ini juga mengungkap apa yang kemungkinan ada di inti planet ekstrasurya kaya karbon. Mereka diperkirakan memiliki kondisi yang tepat untuk pembentukan BC8 secara alami.

Scroll untuk membaca

“Kondisi ekstrim yang terjadi di exoplanet kaya karbon ini dapat memunculkan bentuk struktural karbon seperti berlian dan BC8,” kata penulis senior penelitian itu, Ivan Oleynik, seorang profesor fisika di University of South Florida.

Karena itu, pemahaman mendalam tentang sifat-sifat fase karbon BC8 menjadi penting untuk pengembangan model interior eksoplanet ini secara akurat. Dalam penelitian baru, Oleynik dan rekan-rekannya menggunakan Frontier, superkomputer di Oak Ridge Leadership Computing Facility di Tennessee.

Mereka menjalankan simulasi miliaran atom karbon di bawah tekanan dan suhu berbeda. Mereka melihat bagaimana atom yang tersedia dalam jumlah besar ini bisa berubah menjadi material yang sangat langka sehingga belum pernah diamati.

Mereka menemukan BC8 kemungkinan sangat stabil pada tekanan yang sangat tinggi, yaitu 1.250 gigapascal atau lebih. Itu berarti lebih dari 12 juta kali tekanan atmosfer di permukaan bumi.

Namun teori juga menyatakan bahwa kristal, setelah terbentuk, akan tetap stabil pada suhu kamar. "Struktur atom BC8 mirip dengan berlian, tetapi tidak memiliki bidang pembelahan berlian, yang merupakan titik terlemah batu permata," kata rekan penulis studi Jon Eggert, seorang ilmuwan di Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).

Baca Juga: Ini Dia Benda yang Lebih Keras Dibanding Berlian

Berbekal pengetahuan baru mereka tentang jalur pembentukan dan stabilitas BC8, para peneliti melakukan upaya baru mensintesis material di Fasilitas Pengapian Nasional LLNL. Jenis metode ini melibatkan kejutan berlian dua kali dengan kecepatan lebih dari 45.000 mph atau 72.000 km/jam dan kemudian mengompresinya di bawah tekanan yang sangat besar.