Donor-akseptor dunia logam

LOGAM sintetis mungkinkah? Sejak bertahun-tahun, para sarjana fisika berusaha menemukan bahan konduktor yang bersifat nonlogam, tapi usaha itu beberapa kali terbentur kegagalan, bahkan pernah hendak dihentikan sama sekali. Kini, harapan itu bersemi kembali. Bahkan, menurut perkiraan, logam sintetis akan segera menjadi kenyataan. Yang dicoba ialah membuat persenyawaan-persenyawaan ringan, tetapi memiliki sifat daya hantar listrik seperti logam. Usaha ini telah berjalan hampir dua dasawarsa. Bahan-bahan yang dicoba untuk dibuat itu dinamakan logam sintetis atau logam buatan. Bahan seperti itu sangat diperlukan dalam teknologi tinggi, misalnya untuk mesin-mesin listrik berefisiensi tinggi, kawat yang dapat menghantar listrik tanpa kehilangan (zero-lost transmission lines), serta komputer super yang padat. Hingga sekarang, segala usaha terbentur pada kebutuhan akan konduktivitas super yakni daya hantar tanpa perlawanan sama sekali. Ternyata, beberapa jenis bahan seperti itu telah dapat dibuat dan mungkin segera akan memasuki dunia industri. Bahan itu sangat ringan, rata-rata separuh berat logam biasa. Karena itu bahan ini sangat dicari dan diperebutkan oieh industri penerbangan modern, juga untuk komponen kapal dirgantara di masa depan. Dahulu, kesukaran yang sukar diatasi ialah bahwa bahan-bahan tersebut baru memperoleh konduktivitas supernya setelah didinginkan hingga mencapai titik nol absolut, yaitu -- 273C. Kini, para ahli mulai berhasil menaikkan titik transisi, atau suhu kritis, tersebut dari -- 273C sampai -- 265C. Dilihat dari segi komersialisasi, peningkatan itu tidak banyak artinya. Namun, secara teknis ilmiah, ia membawa harapan bahwa suhu transisi itu bisa ditingkatkan. Dalam pada itu, tekanan-tekanan yang dibutuhkan untuk membuat bahan itu secara berangsur-angsur dikurangi. Pada mulanya, tekanan yang dibutuhkan 12.000 atmosfer. Dengan memodel ulang bahan-bahan tersebut secara molekuler, kini telah dicapai sifat konduktivitas super pada tekanan udara biasa! Tetapi, dengan suhu, soalnya agak sedikit sukar. Untuk membuka alternatif bagi bahan-bahan yang ada, harus dibuat superkonduktif pada suhu -- 243C. Masalah pelik lain ialah kerapuhan. Sifat ini membuat bahan tersebut sulit dijadikan, misalnya, kawat. Para ahli memperkirakan, biaya eksperimen kini bisa ditekan karena penerapan percobaan telah mencapai dunia industri. Namun, sulit juga diramalkan, berapa tepatnya pengurangan biaya itu, dan berapa pula kecepatan yang bisa dicapai di bidang percobaan. Yang diyakini para ahli ialah, bahan-bahan tajam sintetis yang bersifat superkonduktif akan mulai dipakai secara komersial pada alat elektronik generasi berikutnya. Logam sintetis dibuat dengan mengawinkan dua macam persenyawaan yang berbeda sama sekali. Yang pertama ialah suatu molekul organik yang pipih dengan struktur cincin, dan yang mengandung zat karbon ditambah belerang atau selenium, bermuatan positif dengan mengeluarkan elektron-elektron. Yang kedua ialah molekul yang berupa molekulan organik atau anorganik yang bermuatan negatif dengan menangkap elektron-elektron. Karena sifat pemindahan elektron tersebut, para kimiawan menjuluki logam sintetis itu "donor-akseptor", atau "garam pemindah muatan" (charge transfer salts). Hasil kombinasi itu ialah sederet ion-ion yang silih berganti muatan positif dan negatif menyerupai setumpuk "pan cakes". Hantaran menjelma pada kation atau ion positif dengan peredaran elektron yang cenderung meluas menyerupai lorong-lorong sempit, yang dikenal sebagai pita valenal. Sifat konduktivitas super itu merupakan hasil kenyataan, bahwa beberapa tipe kation diatur berdekatan sekali sehingga elektron-elektron dapat bergerak tidak saja secara vertikal, melainkan juga lateral. Garam pemindah muatan pertama dibuat oleh Dupont, pada sekitar 1960. Ia terdiri dari molekul penerima elektron, disebut 7,7,8,8,- tetracyano-quino dimethana (TCNQ), yang dikombinasikan dengan donor seperti logam caelaum. Pada 1970-an, para peneliti di laboratorium BELL mengombinasikan TCNQ tadi dengan donor organik yang pipih, suatu molekul bernama tetrahia fulvalene (TTF). Hasilnya berupa garam pemindah muatan yang lebih baik dari donor-donor logam yang lain. M.T. Zen