TLDR
Paduan niobium-titanium menunjukkan ketahanan luar biasa pada suhu ekstrem dan tidak rapuh seperti logam BCC lainnya. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami interaksi paduan niobium-titanium dengan material lain dan limitasi aplikasinya. Generasi muda di Indonesia memiliki peluang untuk terlibat dalam penelitian dan pengembangan teknologi inovatif berkat potensi paduan ini. Pomodo.id - Tim peneliti dari University of California, Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory, dan University of Oxford menemukan dua paduan logam berbasis niobium dan titanium yang tetap tangguh pada suhu 20 kelvin, atau sekitar -253°C. Logam sejenis biasanya berubah rapuh dan mudah retak pada suhu sedingin itu. Hasilnya terbit di jurnal Nature pada 14 Oktober 2026.TL;DR: Logam berstruktur kristal BCC, kelompok yang mencakup besi, tungsten, dan kromium, umumnya menjadi getas saat sangat dingin. Dua paduan baru ini tidak menunjukkan pergeseran berarti ke arah getas pada -253°C, suhu hidrogen cair. Kuncinya, logam ini menciptakan cacat kristal baru untuk menyerap tekanan, alih-alih bergantung pada cacat lama yang membeku.Paduan pertama adalah paduan biner Nb70Ti30, yaitu 70% niobium dan 30% titanium. Paduan kedua adalah paduan entropi menengah empat unsur, Nb45Ta25Ti15Hf15, yang mencampur niobium, tantalum, titanium, dan hafnium. Penulis utama studi ini adalah David Cook, yang melakukan penelitian saat di UC Berkeley dan kini bekerja di University of Cambridge. Penulis korespondensi dari Oxford adalah Prof. Dong Liu dari Departemen Teknik.
Logam BCC dan transisi ulet-getas
BCC (body-centered cubic) adalah susunan atom berbentuk kubus dengan satu atom di tiap sudut dan satu di tengahnya. Logam bisa membengkok tanpa patah karena ada dislokasi, yaitu cacat di susunan atom yang bisa bergeser. Pada logam BCC, dislokasi makin sulit bergerak saat suhu turun, sehingga di bawah suhu tertentu logam berubah dari ulet (bisa melentur) menjadi getas (langsung retak).
Transisi ulet-ke-getas ini selama ini dianggap batas mendasar logam BCC. Dua paduan dalam studi ini menempuh jalur lain. Saat ditarik, di dalam kristalnya terbentuk kembaran berukuran nano, yaitu wilayah kecil dengan susunan atom yang bercermin, disertai perubahan lokal struktur kristal ke fase omega. Di titik pertemuan wilayah baru ini dengan batas butir kristal, tegangan menumpuk dan memicu lahirnya dislokasi baru. Logam pun punya jalur lain untuk berubah bentuk sebelum retak. Para peneliti mengibaratkannya seperti lalu lintas yang dialihkan memutari jalan yang membeku.Menurut laporan The Brighter Side of News yang merujuk data makalah, paduan empat unsur mulai berdeformasi permanen pada sekitar 939 MPa di 20 K, hampir sama dengan nilainya pada 77 K, dengan tegangan tarik maksimum sekitar 1.150 MPa. Ketangguhan inisiasi retaknya sekitar 96,5 MPa√m. Paduan biner Nb70Ti30 mencatat ketangguhan inisiasi retak sekitar 170 MPa√m pada 20 K, turun dari 188 pada 77 K dan 219 pada suhu ruang, tetapi tidak anjlok seperti logam BCC biasa.Untuk mengujinya, sampel didinginkan dengan gas helium hingga sekitar -253°C lalu ditarik sambil ditembus berkas neutron di instrumen Engin-X, ISIS Neutron and Muon Source, Oxfordshire, Inggris. Cara ini mengukur gaya yang ditahan logam dan seberapa jauh ia meregang sebelum patah. Tim kemudian memeriksa perubahan struktur dengan mikroskop elektron, memetakan sebaran unsur dengan analisis atom-probe, dan memakai pemodelan komputer untuk menjelaskan mekanismenya.Dong Liu menyebut kedua paduan tetap tahan kerusakan pada 20 K dan temuan ini membuka jalur baru merancang logam BCC untuk kondisi kriogenik ekstrem. David Cook menilai kemampuan menciptakan dislokasi baru di antarmuka bisa sama pentingnya dengan seberapa mudah dislokasi yang ada bergerak.Para peneliti menyebut potensi penerapan di sistem energi, transportasi, dan kedirgantaraan. Interesting Engineering mencontohkan tangki bahan bakar hidrogen cair, wahana antariksa jarak jauh, dan reaktor fusi yang mengalami perubahan suhu panas-dingin ekstrem.Temuan ini masih punya batasan. Kedua paduan pada akhirnya tetap patah. Pengujian hanya dilakukan pada 20 K, sehingga perilakunya pada suhu lebih rendah belum diketahui. Data paduan empat unsur juga berasal dari sedikit spesimen, yakni tiga uji tarik dan dua uji ketangguhan. Studi ini membuktikan mekanisme dan kinerja di laboratorium, belum kelayakan untuk komponen tertentu.Penelitian ini melibatkan pula University of Bristol, University of California, Irvine, Pacific Northwest National Laboratory, Texas A&M University, dan Nanyang Technological University, Singapura.---
Diterbitkan oleh Pomodo · Redaksi Pomodo
Terbit: 2 Nov 2026, 12.45 WIB
Ditulis dengan bantuan AI dan diperiksa akurasinya terhadap sumber.
Menemukan kesalahan? Hubungi redaksi → [pomodo.id/contact](https://pomodo.id/contact)
