Mengidentifikasi Jenis Atom di Permukaan Bahan

Jika anda ditutup mata anda, kemudian kepada anda diberikan bola-bola dari bahan yang berbeda misalnya kaca, stirofom dan plastik di atas sebuah nampan, bisakah anda membedakan bola-bola tersebut tiap jenisnya dengan menyentuhnya? Tentulah dengan mudah semua orang akan bisa melakukannya.

Jika analogi kejadian seperti diatas dibawa ke skala nano seperti membedakan atom yang berbeda di suatu permukaan benda tentunya akan menjadi tugas yang tidak mudah. Tetapi sekarang hal itu menjadi mungkin dan dapat dilakukan pada suhu kamar dengan adanya alat “sentuh” atom yang luar biasa yang disebut atomic force microscope (AFM).

Atomic force microscopy sekarang dengan teknik baru dapat mengidentifikasi pemukaan atom dari suatu aloy: silika (merah), timah (biru) dan timbale (hijau)

Para ilmuwan menggunakan AFM untuk memotret dan memanipulasi atom dan struktur pada berbagai permukaan benda. Untuk fungsi pemotretan atom, permukaan bahan diraba dengan ujung runcing sensor yang dapat bergetar yang terhubung dengan lengan yang fleksibel. Atom pada ujung runcing tersebut mampu “merasakan” tiap atom di permukaan bahan ketika atom di ujung sensor tersebut mendekati atom di permukaan dan mengalami gaya akibat interaksi kimiawi dengan atom-atom di permukaan. Karena interaksi kimia tersebut akan mengubah frekuensi getaran dari sensor, sehingga perubahan tersebut dapat disajikan dalam bentuk peta atom di permukaan.

Skema dan prinsip kerja AFM

Ilmuan fisika, Oscar Custance di Osaka University’s Graduate School of Engineering Jepang dan timnya sekarang sedang memanfaatkan gaya yang timbul antar ujung AFM dengan atom di permukaan untuk membedakan antara atom silikon, timah dan timbal pada permukaan campuran logam (aloy).

Cara yang mereka gunakan adalah mengukur dengan akurat gaya yang timbul untuk masing-masing atom pada permukaan ketika ujung AFM didekatkan. Ujung AFM akan berinteraksi dengan kuat dengan atom Silika, namun tidak begitu kuat jika mendekati atom lainnya. Sehingga perbedaan kekuatan tadi bisa berfungsi seperti “sidik jari” dari masing-masing atom yang unik untuk membedakan satu jenis atom dengan lainnya di permukaan tersebut. Pengidentifikasian atom ini tentunya tidak bisa hanya dengan pemotretan biasa yang menghasilkan gambar monokrom.

Ilmuwan sebelumnya memakai AFM untuk mengidentifikasi unsur kimia yang ada di permukaan bahan tetapi pada suhu yang sangat rendah (kriogenik) tidak pada suhu kamar. Alexander Shluger, seorang fisikawan di London Centre for Nanotechnology and University College London, mengatakan bahwa pencapaian ini dapat memberikan dapak yang hebat pada bidang surface science, catalysis, dan berbagai area lainnya, serta menginspirasi group riset yang lain untuk menerapkan metode yang sama.

Kata Pencarian Artikel ini: