Mineral Langka dari Meteorit 1724 Buka Jalan Baru untuk Inovasi Pengelolaan Panas

Mineral langka ditemukan dalam meteorit Steinbach yang berusia tiga abad. Mineral itu membuka peluang baru dalam teknologi pengelolaan panas.(AI/Science Daily)

SEBUAH mineral langka yang ditemukan dalam meteorit berusia tiga abad membuka peluang baru dalam teknologi pengelolaan panas. Mineral ini menunjukkan perilaku termal unik: mampu menghantarkan panas secara konstan, terlepas dari perubahan suhu. Fenomena ini bertentangan dengan hukum fisika konvensional dan kini menjadi sorotan dunia ilmiah.

Penemuan ini diumumkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences oleh tim peneliti gabungan dari Columbia University, Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), dan Universitas Sapienza Roma, dengan dukungan eksperimen dari Sorbonne University, Prancis.

Mineral tersebut berasal dari meteorit Steinbach yang jatuh di Jerman pada tahun 1724. Ia memiliki struktur atom unik, setengah kristal, setengah kaca, dan mampu mempertahankan konduktivitas termal yang konstan, tidak terpengaruh oleh suhu tinggi atau rendah. Ciri ini sangat langka dan belum pernah ditemukan sebelumnya dalam material alami atau buatan.

“Mineral ini berperilaku seperti kristal dan kaca sekaligus. Ini membuka paradigma baru dalam fisika panas,” kata Michele Simoncelli, asisten profesor fisika terapan di Columbia University.

Menyatukan Dua Dunia: Kristal dan Kaca

Dalam ilmu material, kristal dan kaca memiliki sifat termal yang berlawanan. Kristal cenderung menghantarkan panas lebih buruk seiring meningkatnya suhu, sementara kaca justru menghantarkan panas lebih baik saat dipanaskan. Namun, mineral tridimit meteorit ini menunjukkan perilaku hibrida: konduktivitas panasnya stabil sepanjang rentang suhu dari 80K hingga 380K.

Fenomena ini diprediksi pertama kali lewat pendekatan mekanika kuantum dan machine learning. Pendekatan yang digunakan Simoncelli dan timnya untuk menghitung sifat termal dari struktur atom mineral tersebut secara akurat.

“Kami menggunakan teori dasar kuantum, bukan eksperimen coba-coba. Dengan bantuan AI, kami bisa menjelajahi perilaku atom hingga pada level submikroskopis,” jelas Simoncelli.

Potensi Aplikasi Industri

Selain penting untuk dunia sains, mineral ini juga berpotensi membawa dampak besar di sektor industri.

Salah satu aplikasinya adalah dalam produksi baja, industri besar yang menyumbang hampir 7% emisi karbon AS. Penelitian lanjutan menunjukkan struktur mirip tridimit ini juga bisa terbentuk dalam bata tahan api yang digunakan dalam tungku baja setelah proses pemanasan selama bertahun-tahun. Artinya, penemuan ini bisa diterapkan untuk mengelola panas lebih efisien dan mengurangi jejak karbon industri berat.

Dari Mekanika Kuantum ke Teknologi Masa Depan

Penemuan ini menjadi bukti pendekatan berbasis AI dan teori fisika fundamental dapat menghasilkan solusi untuk tantangan rekayasa dunia nyata. Studi ini juga membuka jalan untuk memahami lebih jauh perilaku lain dalam padatan, seperti aliran muatan (elektron) dan magnon (eksitasi magnetik), yang dapat dimanfaatkan dalam teknologi baru seperti komputasi neuromorfik dan perangkat spintronik.

Saat ini, kelompok riset Simoncelli di Columbia University tengah mengembangkan lebih banyak teori dan simulasi berbasis AI untuk merancang material masa depan yang mampu menghadapi tantangan energi dan teknologi global. (Science Daily/Z-2)