Membuat Kaos ‘perisai’

Kata Kunci: boron carbide, kain katun, kaos, membuat kaos
Boron carbide – bahan ketiga yang paling keras di Bumi – telah dibuat kedalam bentuk kain katun kaos, secara dramatis meningkatkan kekerasannya. Proses ini merupakan cara baru untuk membuat nanokomposit yang keduanya sangat keras dan fleksibel, dan merupakan suatu langkah menuju penciptaan bahan baru yang efektif bagi perisai tubuh.
Angkatan militer modern menggunakan pelat boron carbide (B4C) sebagai keramik yang dimasukkan dalam baju anti peluru namun hal tersebut dapat membatasi pergerakannya, sehingga desain nanokomposit – dimana B4C digunakan untuk memperkuat bahan yang lainnya – dapat menyediakan keseimbangan sempurna antara kekuatan dan kefleksibilitasan.
Saat ini, suatu terobosan telah dibuat dengan suatu kolaborasi para peneliti dari Cina, Switzerland dan Amerika Serikat, yang menemukan bahwa serat katun yang tahan lama dan berpori alamiah sangat ideal untuk pekerjaan ini.

‘Kita mampu untuk membuat kuantitas yang besar dari kawat nano B4C berkekuatan tinggi dengan menggunakan kaos katun yang keduanya sebagai pola dan sumber karbon,’ kata Xiaodong Li, yang memimpin kelompok dari University of South Carolina, Amerika Serikat. Dengan menggunakan katun sebagai suatu pola, tim ini mengatasi persoalan sebelumnya mengenai kawat nano yang menggumpal bersama-sama.
Pada penelitian ini, beberapa persegi dipotong dari kaos katun 100 persen dan celupkan pada larutan bubuk boron dan nikel berbasis katalis, sebelum dipanaskan sekitar 1100ºC selama empat jam dibawah aliran argon (untuk menghentikan terbakaranya bahan tersebut). ‘Serat katun memiliki banyak sekali pori-pori yang sangat kecil yang dapat digunakan untuk menjebak bubuk tersebut,’ jelas Li. ‘Selama proses ini serat-serat katun mengubah serat karbon – yang bereaksi dengan bubuk boron, yang menghasilkan B4C.’
Setelah reaksi, kaos ini berubah dari putih menjadi hitam, tetapi tetap ringan dan dapat dibentuk. Namun disamping perubahan dramatis pada property mereka, tipe dari ‘katun berperisai’ ini belumlah siap untuk menggantikan bahan anti peluru konvensional, seperti Kevlar.
‘Meskipun hal ini tidaklah seperti itu, namun benang-benang tersebut akan menggantikan yang lainnya dimana dapat dibandingkan kekuatannya dengan Kevlar, hal ini merupakan perkembangan yang menarik pada teknologi tekstil maju yang dimodifikasikan dengan bahan nanoskala,’ kata Nicholas Kotov, seorang ahli pada bahan komposit dari University of Michigan, Amerika Serikat.
Boris Yakobson, seorang ahli material pada Rice University, Amerika Serikat, setuju bahwa ‘hal ini sangatlah cerdik dalam menggunakan katun sebagai pola alamiah bagi mencegah agregasi dari munculnya boron yang kaya akan kawat nano dan bertindak sebagai sumber karbon. Meskipun performa dari komposit akhir ini tidaklah sangat tinggi, namun pendekatannya sangatlah menjanjikan.’

Lewis Brindley

Referensi
X Tao et al, Adv. Mater., 2010, DOI: 10.1002/adma.200903071