BAB 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Superkonduktor belakangan ini menjadi topik pembicaraan dan penelitian yang

paling populer. Superkonduktor menjanjikan banyak hal bagi kita, misalnya,

transmisi listrik yang efisien (tak ada lagi kehilangan energi selama transmisi).

Memang saat ini penggunaan superkonduktor belum praktis, dikarenakan masalah

perlunya pendinginan. Suhu kritis superkonduktor masih jauh di bawah suhu kamar.

Tulisan singkat berikut mengajak kaum muda mengenal lebih jauh

superkonduktor.Superkonduktor adalah suatu material yang tidak memiliki hambatan

di bawah suatu nilai suhu tertentu. Suatu superkonduktor dapat saja berupa suatu

konduktor, semikonduktor ataupun suatu insulator pada keadaan ruang. Suhu di mana

terjadi perubahan sifat konduktivitas menjadi superkonduktor disebut dengan

temperatur kritis (Tc).

Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan Belanda, Heike

Kamerlingh Onnes, dari Universitas Leiden pada tahun 1911. Pada tanggal 10 Juli

1908, Onnes berhasil mencairkan helium dengan cara mendinginkan hingga 4 K atau

-269OC. Kemudian pada tahun 1911, Onnes mulai mempelajari sifat-sifat listrik dari

logam pada suhu yang sangat dingin. Pada waktu itu telah diketahui bahwa hambatan

suatu logam akan turun ketika didinginkan di bawah suhu ruang, tetapi belum ada

yang dapat mengetahui berapa batas bawah hambatan yang dicapai ketika temperatur

logam mendekati 0 K atau nol mutlak.

Beberapa ahli ilmuwan pada waktu itu seperti William Kelvin memperkirakan bahwa

elektron yang mengalir dalam konduktor akan berhenti ketika suhu mencapai nol

mutlak. Di lain pihak, ilmuwan yang lain termasuk Onnes memperkirakan bahwa

hambatan akan menghilang pada keadaan tersebut. Untuk mengetahui yang

sebenarnya terjadi, Onnes kemudian mengalirkan arus pada kawat merkuri yang

sangat murni dan kemudian mengukur hambatannya sambil menurunkan suhunya.

Pada suhu 4,2 K, Onnes terkejut ketika mendapatkan bahwa hambatannya tiba-tiba

menjadi hilang. Arus mengalir melalui kawat merkuri terus-menerus. (Lihat grafik)

Dengan tidak adanya hambatan, maka arus dapat mengalir tanpa kehilangan energi.

Percobaan Onnes dengan mengalirkan arus pada suatu kumparan superkonduktor

dalam suatu rangkaian tertutup dan kemudian mencabut sumber arusnya lalu

mengukur arusnya satu tahun kemudian ternyata arus masih tetap mengalir.

Fenomena ini kemudian oleh Onnes diberi nama superkonduktivitas. Atas

penemuannya itu, Onnes dianugerahi Nobel Fisika pada tahun 1913.

B. Pembatasan Masalah

Topik pembahasan pada makalah ini dibatasi pada :

1. Apa saja keuntungan dari superkonduktor .

2. Apa saja jenis superkonduktor

BAB II

PEMBAHASAN

A. Superkonduktor

Superkonduktor adalah fenomena dimana resistansi sebuah material turun

menjadi 0 dan semua atom menjadi statis (efek kuantum dari Heisenberg Uncertainty

Principle tidak kita perhitungkan untuk kesederhanaan). Tentunya, untuk menjadikan

atom-atom material itu menjadi statis, temperatur yang sangat rendah dibutuhkan.

Temperatur dimana sebuah material menjadi konduktor dinamakan critical temperature .

Temperatur ini berbeda-beda untuk setiap material. Material pertama yang ditemukan

efek superkonduktivitasnya, Merkuri, mempunyai critical temperature serendah 4 derajat

Kelvin (-269 derajat Celcius!). Secara logis, pakar-pakar menginginkan critical

temperature ini supaya setinggi mungkin karena biaya untuk mendinginkan material itu

akan berkurang. Tetapi, meskipun semakin banyak material yang mempunyai efek

superkonduktifitas dengan critical temperature yang lebih tinggi ditemukan di milenium

ketiga, tidak banyak penggunaan praktikal karena pertama, mereka tidak bisa mendapat

arus listrik setinggi material-material yang lebih dulu ditemukan. Kedua, mereka tidak

bisa membuat medan magnet yang kuat dan yang ketiga, sangatlah susah untuk

membengkokkan material-material yang baru ditemukan menjadi kawat, dsb. Jadi, hanya

superkonduktor generasi pertama yang lebih banyak digunakan dalam hidup kita.

B. Keuntungan dari menggunakan superkonduktor:

1. Tidak ada energi yang terbuang ketika superkonduktor ini menghantar arus listrik.

Milyaran rupiah bisa kita selamatkan dengan menggunakan superkonduktor

daripada konduktor biasa.

2. Karena tidak ada resistansi dalam superkonduktor, sirkuit yang menggunakan

superkonduktor tidak akan menjadi panas dan jadi, semakin banyak sirkuit yang

bisa kita kompres per centimeter kubiknya. Kalau kita menggunakan konduktor

biasa, sirkuit itu bisa terbakar jika kita mau mengkompres semakin banyak

material karena panas yang terakumulasi dari resistansi material tersebut.

3. superkonduktor ini bisa berfungsi sebagai transistor (sejenis komponen sirkuit

yang bisa mengamplifikasi signal listrik dan digunakan di semua peralatan

modern yang menggunakan listrik) tetapi bisa berfungsi 100 kali lebih cepat. Ini

juga dikenal sebagai Josephson Junctions dan kalau dua Josephson Junctions ini

kita gabung dengan tepat, mereka bisa mendeteksi medan magnet yang sangat

kecil.

Superkonduktor menjanjikan banyak hal bagi kita, misalnya, transmisi listrik

yang efisien (tak ada lagi kehilangan energi selama transmisi). Memang saat ini

penggunaan superkonduktor belum praktis, dikarenakan masalah perlunya pendinginan.

Suhu kritis superkonduktor masih jauh di bawah suhu kamar. Tulisan singkat berikut

mengajak kaum muda mengenal lebih jauh superkonduktor.Superkonduktor adalah suatu

material yang tidak memiliki hambatan di bawah suatu nilai suhu tertentu. Suatu

superkonduktor dapat saja berupa suatu konduktor, semikonduktor ataupun suatu

insulator pada keadaan ruang. Suhu di mana terjadi perubahan sifat konduktivitas

menjadi superkonduktor disebut dengan temperaturkritis(Tc).

Fisikawan asal Belanda ini melakukan eksperimen pengukuran resistansi air raksa

murni yang didinginkan dengan helium cair pada suhu 4 K (Kelvin) atau -269 C

(Celcius). Dari experiment tersebut, Onnes mengambil kesimpulan bahwa hambatan

suatu logam akan turun (bahkan hilang sama sekali) ketika mendinginkan logam tersebut

dibawah suhu ruang (suhu yang sangat dingin) atau setidaknya lebih rendah dari suhu

kritis (critical temperature, Tc) logam tersebut.

Suhu kritis yang dimiliki tiap material untuk mencapai sifat superkonduktifitas-

nya a-beda. Lalu apa yang terjadi bila bahan dapat didinginkan hingga mencapai suhu nol

mutlak? Salah satu ilmuwan, William Kelvin sendiri memperkirakan bahwa ketika

dicapai suhu nol mutlak (0 K) maka elektron akan berhenti mengalir (arus statis).

Yang menarik adalah ketika ditemukan material keramik yang ternyata dapat diubah

menjadi bahan superkonduktor. Bahan keramik yang seyogyanya dikenal sebagai isolator

karena tidak bisa menghantarkan listrik sama sekali pada suhu ruang, ternyata pada tahun

1986-1987 berhasil didobrak oleh Alex Miller dan George Bednorz, peneliti di

Laboratorium Riset IBM di Rischlikon, Switzerland. Mereka membuat suatu keramik

yang terdiri dari unsur Lanthanum, Barium Tembaga dan oksigen yang berhasil

menciptakan material bersifat superkonduktor pada suhu tinggi, dengan menggunakan

nitrogen cair sebagai pendinginnya.

Suhu kritis tertinggi dari bahan superkonduktor sampai saat ini adalah 138 K yang

ditemukan pada tahun 1993 dengan rumus kimia Hg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8.33

Namun ada satu masalah disini, ketika efisiensi bisa dicapai setinggi-tingginya oleh

bahan superkonduktor ini hingga bisa mencapai 100%. Namun perlu diingat bahwa untuk

mencapai sifat superkonduktifitas ini diperlukan energi untuk pendinginan yang tidak

kalah besarnya. Oleh sebab itulah, sejak penemuan Onnes ini dipublikasikan, hingga kini

para ilmuwan masih berupaya mencari material superkonduktor yang bisa beroperasi

pada suhu ruang (sehingga tidak diperlukan lagi pendingin).

Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan Belanda, Heike

Kamerlingh Onnes, dari Universitas Leiden pada tahun 1911. Pada tanggal 10 Juli 1908,

Onnes berhasil mencairkan helium dengan cara mendinginkan hingga 4 K atau -269OC.

Kemudian pada tahun 1911, Onnes mulai mempelajari sifat-sifat listrik dari logam pada

suhu yang sangat dingin. Pada waktu itu telah diketahui bahwa hambatan suatu logam

akan turun ketika didinginkan di bawah suhu ruang, tetapi belum ada yang dapat

mengetahui berapa batas bawah hambatan yang dicapai ketika temperatur logam

mendekati 0 K atau nol mutlak.

Penemuan lainnya yang berkaitan dengan superkonduktor terjadi pada tahun

1933. Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor

akan menolak medan magnet. Sebagaimana diketahui, apabila suatu konduktor

digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor

tersebut. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan dalam generator. Akan tetapi, dalam

superkonduktor arus yang dihasilkan tepat berlawanan dengan medan tersebut sehingga

medan tersebut tidak dapat menembus material superkonduktor tersebut. Hal ini akan

menyebabkan magnet tersebut ditolak. Fenomena ini dikenal dengan istilah

diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner.

Efek Meissner ini sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena

ditolak oleh superkonduktor. Medan magnet ini juga tidak boleh terlalu besar. Apabila

medan magnetnya terlalu besar, maka efek Meissner ini akan hilang dan material akan

kehilangan sifat superkonduktivitasnya. Dengan berlalunya waktu, ditemukan juga

superkonduktor-superkonduktor lainnya. Selain merkuri, ternyata beberapa unsur-unsur

lainnya juga menunjukkan sifat superkonduktor dengan harga Tc yang berbeda. Sebagai

contoh, karbon juga bersifat superkonduktor dengan Tc 15 K. Hal yang ironis adalah

logam emas, tembaga, dan perak, yang merupakan logam konduktor terbaik bukanlah

suatu superkonduktor

Penemuan demi penemuan di bidang superkonduktor kini masih saja dilakukan

oleh para peneliti di dunia. Penemuan lainnya yang juga fenomenal adalah berhasil

disintesisnya suatu bahan organik yang bersifat superkonduktor, yaitu (TMTSF)2PF6.

Titik kritis senyawa organik ini masih sangat rendah yaitu 1,2 K. ditemukan suatu

keramik yang bersifat superkonduktor pada suhu 90 K. Penemuan ini menjadi penting

karena dengan demikian dapat digunakan nitrogen cair sebagai pendinginnya. Karena,

suhunya cukup tinggi dibandingkan dengan material superkonduktor yang lain, maka

material-material tersebut diberi nama superkonduktor suhu tinggi. Suhu tertinggi suatu

bahan menjadi superkonduktor hingga saat ini adalah 138 K, yaitu untuk suatu bahan

yangmemilikirumusHg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8.33.

Penemuan lainnya yang berkaitan dengan superkonduktor terjadi pada tahun

1933. Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor

akan menolak medan magnet. Sebagaimana diketahui, apabila suatu konduktor

digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor

tersebut. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan dalam generator. Akan tetapi, dalam

superkonduktor arus yang dihasilkan tepat berlawanan dengan medan tersebut sehingga

medan tersebut tidak dapat menembus material superkonduktor tersebut. Hal ini akan

menyebabkan magnet tersebut ditolak. Fenomena ini dikenal dengan istilah

diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner.

Efek Meissner ini sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena

ditolak oleh superkonduktor. Medan magnet ini juga tidak boleh terlalu besar. Apabila

medan magnetnya terlalu besar, maka efek Meissner ini akan hilang dan material akan

kehilangan sifat superkonduktivitasnya.

Dengan berlalunya waktu, ditemukan juga superkonduktor-superkonduktor lainnya.

Selain merkuri, ternyata beberapa unsur-unsur lainnya juga menunjukkan sifat

superkonduktor dengan harga Tc yang berbeda. Sebagai contoh, karbon juga bersifat

superkonduktor dengan Tc 15 K. Hal yang ironis adalah logam emas, tembaga, dan

perak, yang merupakan logam konduktor terbaik bukanlah suatu superkonduktor.

Pada tahun 1986 terjadi sebuah terobosan baru di bidang superkonduktivitas. Alex

Müller and Georg Bednorz, peneliti di Laboratorium Riset IBM di R|schlikon,

Switzerland, berhasil membuat suatu keramik yang terdiri dari unsur Lanthanum,

Barium, Tembaga, dan Oksigen, yang bersifat superkonduktor pada suhu tertinggi pada

waktu itu, 30 K. Penemuan ini menjadi spektakuler karena keramik selama ini dikenal

sebagai isolator. Keramik tidak mengantarkan listrik sama sekali pada suhu ruang. Hal ini

menyebabkan para peneliti pada waktu itu tidak memperhitungkan bahwa keramik dapat

menjadi superkonduktor. Penemuan ini membuat keduanya diberi penghargaan hadiah

Nobel setahun kemudian.

Penemuan demi penemuan di bidang superkonduktor kini masih saja dilakukan oleh para

peneliti di dunia. Penemuan lainnya yang juga fenomenal adalah berhasil disintesisnya

suatu bahan organik yang bersifat superkonduktor, yaitu (TMTSF)2PF6. Titik kritis

senyawa organik ini masih sangat rendah yaitu 1,2 K.

Pada bulan Februari 1987, ditemukan suatu keramik yang bersifat superkonduktor

pada suhu 90 K. Penemuan ini menjadi penting karena dengan demikian dapat digunakan

nitrogen cair sebagai pendinginnya. Karena, suhunya cukup tinggi dibandingkan dengan

material superkonduktor yang lain, maka material-material tersebut diberi nama

superkonduktor suhu tinggi. Suhu tertinggi suatu bahan menjadi superkonduktor hingga

saat ini adalah 138 K, yaitu untuk suatu bahan yang memiliki rumus

Hg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8.33.

Superkonduktor kini telah banyak digunakan dalam berbagai bidang. Hambatan

tidak disukai karena dengan adanya hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas.

Apabila hambatan menjadi nol, maka tidak ada energi yang hilang pada saat arus

mengalir. Penggunaan superkonduktor di bidang transportasi memanfaatkan efek

Meissner, yaitu pengangkatan magnet oleh superkonduktor. Hal ini diterapkan pada

kereta api supercepat di Jepang yang diberi nama The Yamanashi MLX01 MagLev train

(Lihat foto). Kereta api ini melayang di atas magnet superkonduktor. Dengan melayang,

maka gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat

berjalan dengan sangat cepat, 343 mph atau sekitar 550 km per jam.

C. Efisiensi superkonduktor

Penggunaan superkonduktor yang sangat luas tentu saja dibidang listrik.

Generator yang dibuat dari superkonduktor memiliki efisiensi sebesar 99 persen dan

ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang menggunakan kawat

tembaga. Suatu perusahaan Amerika, American Superconductor Corp diminta untuk

memasang suatu sistem penstabil listrik yang diberi nama Distributed Superconducting

Magnetic Energy Storage System (D-SMES). Satu unit D-SMES dapat menyimpan

energi listrik sebesar 3 juta Watt yang dapat digunakan untuk menstabilkan listrik apabila

terjadi gangguan listrik.

Untuk transmisi listrik, Pemerintah Amerika Serikat dan Jepang berencana untuk

menggunakan kabel superkonduktor dengan pendingin nitrogen untuk menggantikan

kabel listrik bawah tanah yang terbuat dari tembaga. Dengan menggunakan kabel

superkonduktor, arus yang dapat ditransmisikan akan jauh meningkat. 250 pon kabel

superkonduktor dapat menggantikan 18.000 pon kabel tembaga mengakibat efisiensi

sebesar 7.000 persen dari segi tempat.

Di bidang komputer, superkonduktor digunakan untuk membuat suatu

superkomputer dengan kemampuan berhitung yang fantastis. Di bidang militer, HTS-

SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Superkonduktor juga

digunakan untuk membuat suatu motor listrik dengan tenaga 5.000 tenaga kuda.

Berdasarkan perkiraan yang kasar, perdagangan superkonduktor di dunia diproyeksikan

akan berkembang senilai 90 trilyun dollar AS pada tahun 2010 dan 200 trilyun dollar AS

pada tahun 2020. Perkiraan ini tentu saja didasarkan pada asumsi pertumbuhan yang

linear. Apabila superkonduktor baru dengan suhu kritis yang lebih tinggi telah

ditemukan, pertumbuhan di bidang superkonduktor akan terjadi secara luar biasa.

Penggunaan superkonduktor yang sangat luas tentu saja dibidang listrik.

Generator yang dibuat dari superkonduktor memiliki efisiensi sebesar 99 an ukurannya

jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang menggunakan kawat tembaga.

Suatu perusahaan amerika, American Superconductor Corp. diminta untuk memasang

suatu sistem penstabil listrik yang diberi nama Distributed Superconducting Magnetic

Energy Storage System (D-SMES). Satu unit D-SMES dapat menyimpan energi listrik

sebesar 3 juta Watt yang dapat digunakan untuk menstabilkan listrik apabila terjadi

gangguan listrik. Untuk transmisi listrik, pemerintah Amerika Serikat dan Jepang

berencana untuk menggunakan kabel superkonduktor dengan pendingin nitrogen untuk

menggantikan kabel listrik bawah tanah yang terbuat dari tembaga. Dengan

menggunakan kabel superkonduktor, arus yang dapat ditransmisikan akan jauh

meningkat. 250 pon kabel superkonduktor dapat menggantikan 18.000 pon kabel

tembaga mengakibat efisiensi sebesar 7000 dari segi tempatnya.

Dibidang komputer, superkonduktor digunakan untuk membuat suatu

superkomputer dengan kemampuan berhitung yang fantastis. Di bidang militer, HTS-

SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Superkonduktor juga

digunakan untuk membuat suatu motor listrik dengan tenaga 5000 tenaga kuda.

Berdasarkan perkiraan yang kasar, perdagangan superkonduktor di dunia diproyeksikan

untuk berkembang senilai $90 trilyun pada tahun 2010 dan $200 trilyun pada tahun 2020.

Perkiraan ini tentu saja didasarkan pada asumsi pertumbuhan yang linear. Apabila

superkonduktor baru dengan suhu kritis yang lebih tinggi telah ditemukan, pertumbuhan

dibidang superkonduktor akan terjadi secara luar biasa.

D. Plastik Superkonduktor

Kita pasti tidak asing lagi dengan plastik, material sintetik yang dapat dilelehkan

dan dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Plastik telah digunakan dalam semua

bidang. Sebagai contoh, plastik digunakan sebagai pembungkus kabel tembaga (karena

sifat insulatornya) yang melindungi manusia dari sengatan listrik. Kata plastik sendiri

berasal dari bahasa Latin plasticus, yang artinya mudah dibentuk. Plastik dibuat dari

polimer organik, yakni molekul raksasa yang dibangun dari pengulangan atom-atom

karbon (monomer karbon).

Di tahun 1970-an, Alan J Heeger, Alan G McDiarmid, dan Hideki Shirakawa

(pemenang Nobel Kimia 2000) berhasil mentransformasikan plastik dari berupa insulator

menjadi konduktor (pengantar listrik). Mereka menggunakan plastik yang terbuat dari

polimer organik terkonjugasi (polimer organik yang ikatan ganda-duanya berselang-

seling dengan ikatan tunggalnya) dan menambahkan pengotor kimia untuk mengubah

sifat listrik plastik tersebut. Sejak itu, penelitian terhadap sifat kelistrikan plastik (dari

material organik terkonjugasi) berkembang pesat. Plastik-plastik konduktor dan atau

semikonduktor telah berhasil dibuat dan digunakan sebagai material alternatif untuk

logam dan semikonduktor anorganik konvensional. Jendela "pintar" yang secara otomatis

dapat menjaga kesejukan gedung dari panasnya sinar Matahari, dioda emisi cahaya

(LED), dan sel surya merupakan contoh barang-barang elektronik yang memanfaatkan

plastik-plastik tersebut. Meskipun konduktivitas dan semikonduktivitas material plastik

telah diinvestigasi secara ekstensif, namun superkonduktivitas material ini belum pernah

dilaporkan.

Pembuatan plastik superkonduktor yaitu plastik yang tidak memiliki hambatan di

bawah suatu nilai tertentu, ternyata jauh lebih sulit. Tantangan utama dalam pembuatan

plastik superkonduktor adalah mengatasi keacakan struktur inheren plastik-mirip dengan

keacakan untaian mi yang telah dimasak-yang mencegah interaksi-interaksi elektronik

yang penting untuk superkonduktivitas. Setelah dua puluh tahun, barulah tantangan

tersebut dapat diatasi oleh Dr Bertram Batlogg dan koleganya dari Bell Laboratories di

Murray Hill, New Jersey, Amerika Serikat. Mereka mampu mengatasi tantangan itu

melalui pembuatan larutan yang mengandung plastik, politiofena. Politiofena adalah

salah satu jenis polimer organik terkonjugasi yang berupa semikonduktor pada suhu

ruang sehingga telah digunakan dalam pembuatan komponen optoelektronik terintegrasi

dan sirkuit terintegrasi (IC). Dengan metode penataan sendiri (self-organization), mereka

mampu membuat tumpukan film (lapisan tipis) politiofena yang luar biasa rapi

(remarkably well-ordered), mirip dengan tumpukan untaian mi yang belum dimasak.

Sebagai pengganti pengotor kimia (yang diketahui dapat merusak kerapian film

politiofena), mereka menempatkan film politiofena pada lapisan aluminium oksida dan

elektroda-elektroda emas pada peralatan elektronik yang dikenal sebagai field-effect

transistor. Transistor tersebut menghasilkan medan listrik yang dapat mengeluarkan

elektron dari film politiofena, sehingga elektron tersisa lebih mudah bergerak dan

mengantarkan listrik. Pada suhu minus 455 derajat Fahrenheit (2,35 K), plastik

politiofena tersebut bersifat superkonduktor. Mereka mempublikasikan temuannya dalam

jurnal Nature pada tanggal 8 Maret 2001. Plastik superkonduktor tersebut termasuk

dalam Chemistry Highlight 2001 menurut Chemical & Engineering News volume 79, 10

Desember 2001.

Dibandingkan dengan material superkonduktor lain, plastik superkonduktor

tersebut termasuk superkonduktor lemah dan suhu kritisnya (suhu di mana material

menjadi superkonduktor) jauh di bawah suhu tinggi. Superkonduktor suhu tinggi bekerja

pada suhu sampai minus 200 derajat Fahrenheit (sekitar 145 K). Walaupun demikian,

plastik superkonduktor diyakini lebih murah dan lebih mudah dibuat serta dibentuk

daripada material superkonduktor lain. Untuk itu, Batlogg dan kawan-kawan optimistis

dapat meningkatkan suhu kritis plastik superkonduktor tersebut dengan cara mengubah

struktur molekuler plastik itu. Bahkan, Zhenan Bao, kimiawan yang terlibat dalam

penelitian tersebut, mengklaim bahwa metode yang mereka kembangkan dapat membuat

material organik lain menjadi superkonduktor. Di akhir artikelnya, para peneliti Bell Labs

tersebut mencatat bahwa plastik superkonduktor pertama yang telah mereka temukan

memungkinkan diaplikasikan dalam bidang elektronika superkonduksi dan komputer

masa depan yang menggunakan kalkulasi mekanika kuantum. Walaupun usia plastik

superkonduktor baru sekitar satu tahunan dan belum diaplikasikan, namun yang pasti

pencapaian ini merupakan terobosan yang membuka cakrawala baru

ilmu dan teknologi superkonduktor.

E. Superkonduktor Berparitas Ganjil

Superkonduktor juga memiliki berbagai aplikasi praktis. Aplikasi-aplikasi

superkonduktor termasuk magnet superkonduktor yang telah memungkinkan

pengembangan MRI resolusi tinggi yang penting untuk dunia medis dan kawat

superkonduktor yang nantinya memungkinkan distribusi daya listrik ke rumah-rumah

bebas kehilangan daya di perjalanan. Berdasarkan teori yang sampai saat ini diterima,

bahan menjadi superkonduktor saat elektron-elektron dalam bahan membentuk pasangan

yang disebut pasangan Cooper. Pasangan-pasangan elektron yang terbentuk ini seperti

pasangan-pasangan di lantai dansa yang akan bergerak seirama musik yang mengiringi.

Gerakan seirama ini yang menghasilkan penghantaran arus listrik bebas hambatan yang

disebut keadaan superkonduktor.

Setiap pasangan Cooper dapat dianggap seolah memiliki jam internal yang

menandai waktu atau fasa pasangan tersebut. Bila sesuatu yang dapat dianalogikan

dengan jarum jam pasangan Cooper menunjukkan angka 12, fasa pasangan Cooper

bernilai 0o, bila menunjuk jam 6 fasanya 180o. Berdasarkan karakteristik fasa ini

fisikawan mengategorikan superkonduktor: bila beda fasa antara dua pasangan Cooper

yang bergerak berlawanan 0o superkonduktor berparitas genap, dan bila beda fasanya

180o dihasilkan superkonduktor berparitas ganjil. Superkonduktor yang ditemukan

selama ini, baik superkonduktor di unsur, paduan logam, maupun superkonduktor

senyawa-senyawa oksida tembaga merupakan superkonduktor berparitas genap.

Superkonduktor dalam SrRu2O4 yang sejak awal ditemukan oleh Yoshiteru Maeno

di Jepang pada tahun 1994, telah memberi kejutan karena merupakan superkonduktor

oksida pertama yang tidak mengandung tembaga, kini kembali memberi kejutan.

Superkonduktor SrRu2O4 ternyata juga berparitas ganjil. Sebenarnya paritas ganjil dalam

SrRu2O4 telah diramalkan oleh Maurice Rice dan Manfred Sigrist di Switzerland, dan

secara terpisah oleh G Baskaran di India.

Superkonduktor berparitas ganjil akan berperi laku berbeda dengan

superkonduktor berparitas genap. Superkonduktor berparitas ganjil selain akan

memperluas spektrum kegunaan superkonduktor, dibayangkan ke depan mungkin akan

digunakan untuk aplikasi khusus, misalnya dalam riset untuk mengembangkan komputer

kuantum.

F. Jenis superkonduktor suhu-tinggi

Superkonduktor suhu-tinggi umumnya adalah hal yang mempertunjukkan

superkonduktivitas pada suhu di atas suhu nitrogen cair, atau −196 °C (77 K), karena ini

merupakan suhu cryogenik yang mudah dicapai. Superkonduktor konvensional

membutuhkan suhu tidak lebih dari beberapa derajat di atas nol mutlak (−273.15 °C atau

−459.67 °F). Material paling terkenal adalah Tc-tinggi yang disebut cuprate, seperti

La1.85Ba0.15CuO4, YBCO (Yttrium-Barium-Copper-Oxide) dan bahan sejenis. Seluruh

superkonduktor Tc-tinggi disebut superkonduktor tipe-II. Superkonduktor tipe-II

mengijinkan medan magnet untuk menembus bagian dalamnya dalam satuan flux quanta,

menghasilkan 'lubang' (atau tabung) wilayah metalik normal dalam kumpulan

superkonduksi. Sifat ini membuat superkonduktor Tc-tinggi mampu bertahan di medan

magnet yang jauh lebih tinggi.

Contoh kecil superkonduktor suhu tinggi BSCCO-2223. 2 jalur di belakang terpisah

1 mm. Salah satu masalah tak terselesaikan dalam fisika modern adalah pertanyaan

bagaimana superkonduktivitas dapat terjadi dalam material tersebut, yaitu, mekanika apa

yang menyebabkan elektron dalam kristal tersebut dapat membentuk pasangan.

Meskipun riset yang giat telah dilakukan dan banyak menghasilkan petunjuk, namun

jawabannya masih membingungkan ilmuwan. Salah satu alasannya adalah material yang

dipertanyakan sangat rumit, kristal banyak-lapisan (contohnya, BSCCO), membuat

pemodelan teoritis sulit. Namun dengan penemuan baru dan penting dalam bidang ini,

banyak peneliti optimis bahwa pemahaman lengkap terhadap proses ini dapat terjadi

dalam satu dekade mendatang.

REFERENSI

Tinkham, Michael (2004). Introduction to Superconductivity (2nd ed.). Dover

Books on Physics. ISBN 0-486-43503-2.

Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern Physics (4th ed.). W. H. Freeman.

ISBN