Oleh  Andrianto Handojo

Perilaku serangga kecil bisa mengilhami temuan canggih pesawat terbang bahkan antariksa. Bagaimana bisa? Itulah keajaiban sains. Sudah umum dipahami bahwa molekul-molekul sebuah bahan dengan erat tarik menarik sesamanya. Ini yang membuat sebongkah besi begitu tegar dan sukar dibelah. Cairan juga mempunyai sifat yang sama, tetapi kalah kuat dari bahan padat, sehingga orang masih bisa menuang dan menciduk air atau minyak tanah.

Yang jelas, di dalam cairan setiap molekul bertarikan dengan tetangga di sekelilingnya. Tidak demikian stuasinya pada permukaan. Di situ tidak ada tetangga di sebelah atas, tempatnya sudah digantikan oleh udara. Karena itu molekul permukaan hanya ditarik menyamping dan ke bawah, sehingga sebagai efek nettonya, terdapat kekuatan yang berusaha menyusutkan luas permukaan cairan sampai sekecil-kecilnya. Kekuatan inilah yang disebut tegangan permukaan.

Tembakau

Perhatikan air yang jatuh menitik dari sebuah kran yang dibuka kecil. Begitu lepas dari mulut kran, langsung saja air membentuk tetes berupa bola, bundar sekali. Sebab bola adalah bentuk dengan luas permukaan yang paling ringkas. Seandainya volume air yang sama menjadi kubus atau silinder atau balok, pasti luas permukaannya melebihi bola. Hasil luas minimum ini berkat jasa tegangan permukaan.

Oleh karena itu ketika hujan menimpa sebuah mobil, air meninggalkan bulatan tetes bagai manik-manik pada permukaan mobil. Keseluruhannya menjadi hamparan lensa-lensa kecil, yang pada kaca depan tentu menyukarkan pandangan sehingga berbahaya, dan karena itu perlu digusur dengan penghapus kaca.

Kalau penghapus kaca mobil kebetulan rusak seperti yang sering ditemui beberapa puluh tahun yang silam, pada zamannya opelet dan kendaraan tua, pengemudi tidak perlu susah. Cukup menggosok kaca dengan racikan tembakau yang diperoleh dengan mengorbankan satu atau dua batang rokok. Sebagai hasilnya, air tidak mengelompok kecil-kecil tetapi melebar dan menggelincir ke bawah di sepanjang kaca. Ini tidak lain karena tembakau menurunkan tegangan permukaan, sehingga lunturlah kemampuan air untuk menggumpal.

Efek yang sama juga dicapai dengan alkohol dan (air) sabun. Di samping khasiatnya melarutkan kotoran, kedua cairan tersebut mempunyai sifat mengurangi tegangan permukaan, sehingga ketika orang memakainya untuk mencuci gelas, hasilnya tampak lebih bening, tidak menyisakan bekas tetes air seperti jika dicuci dengan air biasa.

Daun Talas

Pernah mengamati serangga kecil dengan kaki amat ramping yang mengapung pada permukaan air kolam? Tidak tenggelam, malah bergerak dengan senangnya di sepanjang permukaan air. Hidup di beberapa bagian dunia, nama setempat di Tanah Air menyebutnya engkang-engkang alias Water Strider, yang masuk dalam famili Gerridae. Rahasia serangga air ini sudah terungkap ketika ditemui bahwa kaki-kakinya diselimuti oleh bulu-bulu yang halus. Udara yang terkurung di antara bulu-bulu tidak memungkinkan masuknya air. Ketika engkang-engkang hinggap, permukaan air yang terpijak melesak cekung, dan kecekungan itu memungkinkan tegangan permukaan menahan berat si serangga mungil. Sama seperti kecekungan permukaan trampolin menahan berat si pesenam.

Sementara itu untuk urusan anti air, bukan hanya engkang-engkang ahlinya. Talas (Colocasia giganteum Hook.) yang umbinya enak itu, mempunyai daun dengan permukaan yang ditumbuhi rambut-rambut halus. Butir air yang jatuh ke situ tidak bakal menempel, tapi berguling ke sana kemari, mengikuti saja kemiringan daun. Benar-benar tidak punya pendirian, sampai orang mengatakan “bagai air di daun talas”.

Ruang Angkasa

Sekarang kalau kita beralih dari air ke minyak, persoalan agak berubah. Soalnya minyak mempunyai tegangan permukaan yang (amat) rendah, sehingga sangat sukarlah membuat permukaan yang menolak minyak. Cairan ini memang dikenal pandai “mblobor” dan secara menjengkelkan menodai berbagai benda, termasuk bisa melumuri komponen-komponen sensitif pada pesawat terbang dan kendaraan ruang angkasa. Kegagalan fatal akan terjadi manakala karet gasket (paking, penyekat dan peredam pada celah antar komponen mesin) menjadi rusak terkena minyak.

Mungkin diilhami ilmu engkang-engkang dan daun talas, para peneliti MIT (Massachusetts Institute of Technology) berhasil membuat material baru yang bersifat anti minyak. Tim tersebut sukses meramunya dari molekul buatan yang disebut fluoroPOSS, dipadu dengan polimer biasa sehingga menghasilkan permukaan yang dipenuhi dengan serat-serat mikro. Udara di antara rimba serat yang amat lembut ternyata mampu menolak kehadiran minyak. Prestasi yang diumumkan pada awal bulan Desember 2007 ini spesifikasinya tergantung pada harga tegangan permukaan minyak dan jarak antar serat.

Berbekal prinsip yang juga terdapat pada kekayaan hayati kita, hasil di atas sungguh bermanfaat, tidak terbatas bagi dunia penerbangan dan ruang angkasa. Hasil besar kerap lahir ketika orang tidak mengabaikan gejala yang mungkin terkesan sepele, semacam tegangan permukaan. ***

Bacaan:

1. http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/2007/062007/21/cakrawala/lain03.htm

2. http://id.wikipedia.org/wiki/Talas

3. http://web.mit.edu/newsoffice/2007/surfaces-1206.html


Sumber : Netsains.com