‘Mantel Tak Terlihat’ Berhasil Menyembunyikan Benda

 

Penulis fiksi ilmiah terbesar dan terkenal Arthur C. Clarke mengutarakan persamaan antara teknologi maju dan sulap. Pada musim panas ini pada layar lebar, pesulap muda Harry Potter sekali lagi akan menunjukkan sulap mantel tak tembus pandangnya dan menghilang. Sementara itu, para ilmuwan dengan Berkeley Lab dan Universitas California (UC) Berkeley akan memelajari suatu mantel tak tembus pandang milik mereka sendiri yang juga menyembunyikan benda dari pandangan.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Xiang Zhang, seorang kepala investigator pada Divisi Bahan Ilmu Pengetahuan di Berkeley Lab dan direktur Nano-scale Science and Engineering Center di UC Berkeley, telah menciptakan suatu “mantel karpet” dari silikon berstruktur nano yang menyembunyikan keberadaan benda –benda yang diletakkan dibawahnya dari pendeteksian optikal. Sementara karpet itu sendiri masih bisa dilihat, tonjolan dibawah objek tersebut menghilang dari pandangan. Kilauan sinar pada tonjolan tersebut menunjukkan suatu rekleksi yang identik pada sinar yang terefleksi dari permukaan yang datar, maksudnya objek itu sendiri secara esensial telah dibuat tidak terlihat pandangan.
“Kita telah sampai pada suatu solusi terhadap permasalahan tidak tembus pandang berdasarkan pada  penggunaan bahan dielectric (non – penghantar),” kata Zhang. “Mantel optikal kami tidak hanya menganjurkan bahwa bahan yang tidak tembus pandang sebenarnya dapat dijangkau, ini juga merepresentasikan suatu langkah utama terhadap transformasi optik, membuka pintu untuk memanipulasi sinar dengan maksud bagi penciptaan mikroskop baru yang kuat dan komputer yang lebih cepat.”
Pekerjaan sebelumnya oleh Zhang dan kelompoknya dengan peralatan tidak tembus pandang meliputi  metamaterial kompleks – campuran bahan metal dan dielectrics yang properti optikal luar biasanya muncul dari keunikan strukturnya dari pada komposisi mereka. Mereka mengkonstruksi satu bahan  diluar jaring ikan yang rumit dari lapisan bolak – balik perak dan magnesium fluorida, serta yang lain diluar kawat nano perak yang muncul didalam aluminum oksida yang berpori. Dengan metamaterial metalik tersebut, Zhang dan kelompoknya mendemonstrasikan bahwa sinar dapat membengkok terbalik, suatu properti yang sifatnya tidak dibayangkan sebelumnya.
Sementara metamaterial metalik telah berhasil digunakan untuk memperoleh penyelubungan yang tidak tembus pandang pada frekwensi microwave, hingga sekarang penyelubungan pada frekwensi optikal, suatu kunci selangkah lebih maju dalam memperoleh ketidak tembusan pandang yang aktual, tidak sepenuhnya berhasil karena elemen metal menyerap lebih banyak sinar.
Zhang mengatakan, “Meski dengan kemajuan sekarang ini dalam membuat sesuatu dari bahan optikal, memberikan skala elemen metalik dibawah panjang gelombang dan menempatakan mereka di suatu  tata cara spasial yang berubah – ubah tetap menjadi suatu tantangan pada frekwensi optikal.”
Mantel baru yang diciptakan Zhang dan timnya terbuat secara eksklusif dari bahan dielectric, yang seringkali transparan pada frekwensi optikal. Mantel tersebut diperagakan pada suatu papan silikon persegi panjang (dengan ketebalan 250 nanometer) yang berfungsi sebagai suatu panjang gelombang optikal dimana sinar dibatasi pada dimensi vertikal tetapi bebas untuk menyebar di dua dimensi lainnya. Suatu desain pola yang hati – hati sekali dari beberapa lubang tiap – tiap berdiameter 110 nanometer  melubangi silicon tersebut, mentransformasikan papan kedalam suatu metamaterial yang menekan sinar hinggan membengkok seperti air yang mengalir mengitari suatu batu. Pada suatu percobaan yang dilaporkan di Nature Materials, mantel tersebut digunakan untuk menutupi suatu bidang  yang berukuran 3.8 micron x 400 nanometer. Ini memperagakan ketidak tembusan pandang pada beberapa sudut yang berbeda pada sinar yang masuk.
Sekarang ini mantel tersebut diusahakan mempunyai panjang gelombang sinar  antara 1,400 dan 1,800 nanometer, yang porsi sinar infrared dekat dari spectrum electromagnetic hanya sedikit lebih lama dari sinar yang dapat dilihat dengan mata manusia. Namu, karena semua komposisi dan desainnya dielectric, Zhang mengatakan bahwa mantel tersebut relative sangat mudah untuk dirancang dan seharusnya dapat diberi skala. Dia juga optimis bahwa dengan fabrikasi yang lebih teapt semua pendekatan dielectric untuk menyelubungi ini harus mmberikan hasil sebuah bahan yang menghasilkan  bagi sinar yang dapat dilihat – dengan kata lain, benar – benar tidak tembus pandang.
“Pada percobaan ini, kita telah mendemonstrasikan suatu bukti konsep bagi optikal terselubung yang bekerja sempurna di dua dimensi” kata Zhang. “Tujuan kami selanjutnya adalah merealisasikan suatu mantel tiga dimensi, dengan memperluas transformasi optik kedalam aplikasi potensial.”
Penelitian ini didanai sebagian oleh Kantor Departemen Energi Amerika Serikat melalui program  Basic Energy Sciences oleh U.S. Army Research Office.