Sumber ilustrasi: Pixabay
12 Juni 2026 15.35 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [12.06.2026] Beras dikenal sebagai salah satu sumber pangan terpenting bagi umat manusia. Miliaran orang di seluruh dunia bergantung pada tanaman ini sebagai makanan pokok sehari-hari. Dalam dunia sains dan rekayasa, beras jarang menjadi perhatian utama karena penelitian material canggih umumnya berfokus pada logam, polimer, keramik, atau komposit sintetis.
Akan tetapi sejarah ilmu pengetahuan menunjukkan bahwa sifat-sifat tidak biasa sering kali ditemukan pada benda yang sangat umum. Banyak terobosan teknologi lahir dari pengamatan terhadap fenomena sederhana yang sebelumnya dianggap tidak penting. Pertanyaan yang kemudian muncul adalah apakah material sehari-hari seperti beras juga menyimpan sifat fisik yang belum sepenuhnya dipahami.
Sebuah penelitian terbaru yang dipimpin oleh University of Birmingham menunjukkan bahwa jawabannya mungkin adalah ya. Tim peneliti internasional menemukan bahwa butiran beras yang dipadatkan memiliki perilaku mekanik yang tidak biasa ketika mengalami tekanan.
Dalam eksperimen yang dilakukan, para peneliti mempelajari bagaimana kumpulan butiran beras merespons gaya yang diberikan dengan kecepatan berbeda. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa respons material berubah secara signifikan tergantung pada seberapa cepat tekanan diberikan.
Ketika butiran beras dikompresi secara perlahan, struktur material tetap relatif kuat dan mampu menopang beban dengan baik. Namun demikian ketika tekanan diberikan dengan cepat, material justru mengalami pelemahan yang cukup besar.
Fenomena ini dikenal sebagai “rate softening” atau pelunakan akibat laju pembebanan. Perilaku semacam ini tergolong tidak umum karena sebagian besar material biasanya menjadi lebih kuat atau lebih kaku ketika menerima beban yang datang dengan cepat.
Analisis yang dilakukan tim peneliti menunjukkan bahwa fenomena tersebut berkaitan dengan perubahan gesekan antarbutir beras. Ketika gaya diberikan secara cepat, gesekan antara butiran beras menurun secara drastis.
Penurunan gesekan tersebut menyebabkan jaringan gaya internal yang biasanya menopang struktur menjadi lebih lemah. Akibatnya, kemampuan material untuk menahan beban juga ikut berkurang.
Temuan ini menarik karena memperlihatkan bahwa sifat mekanik suatu material tidak selalu ditentukan oleh komposisi kimianya saja. Cara partikel-partikel kecil berinteraksi satu sama lain juga dapat menghasilkan perilaku yang sangat berbeda.
Alih-alih menganggap fenomena tersebut sekadar keunikan ilmiah, para peneliti memutuskan untuk memanfaatkannya sebagai dasar desain material baru. Dari sinilah muncul gagasan untuk mengembangkan sebuah metamaterial.
Metamaterial merupakan struktur hasil rekayasa yang dirancang untuk menunjukkan perilaku yang tidak ditemukan pada material alami. Dalam banyak kasus, sifat metamaterial berasal dari susunan internal komponennya, bukan hanya dari bahan penyusunnya.
Untuk menciptakan material baru tersebut, para peneliti menggabungkan unit granular berbasis beras dengan material lain seperti pasir. Menariknya, pasir menunjukkan perilaku yang berlawanan karena cenderung menjadi lebih kuat ketika menerima pembebanan yang cepat.
Kombinasi kedua material tersebut menghasilkan metamaterial granular yang mampu merespons berbagai jenis tekanan dengan cara yang berbeda. Respons yang muncul bergantung pada kondisi pembebanan yang diterima.
Material tersebut dapat menekuk dalam satu kondisi, mengalami tekuk struktural pada kondisi lain, atau menjadi lebih kaku ketika menghadapi jenis gaya tertentu. Semua perilaku tersebut terjadi tanpa bantuan elektronik, sensor, ataupun sistem kontrol aktif.
Dr. Mingchao Liu dari University of Birmingham menjelaskan bahwa beras selama ini lebih dikenal sebagai makanan pokok dunia dan jarang dikaitkan dengan rekayasa tingkat lanjut. Penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa beras dapat menjadi fondasi bagi kelas baru material fungsional.
Menurut Dr. Liu, fenomena rate softening tidak diperlakukan sebagai sekadar rasa ingin tahu ilmiah, melainkan diubah menjadi prinsip desain yang dapat dimanfaatkan secara praktis. Pendekatan tersebut memungkinkan terciptanya material yang memberikan respons berbeda terhadap gerakan lambat dan benturan mendadak tanpa memerlukan komponen elektronik tambahan.
Dr. Liu juga menjelaskan bahwa tim peneliti tidak menentukan secara langsung bagaimana struktur harus bereaksi terhadap setiap kondisi. Sebaliknya, sifat fisika material dibiarkan menentukan responsnya secara alami. Beban yang datang dengan cepat memicu satu jenis perilaku, sedangkan beban yang datang secara lambat memicu perilaku yang berbeda.
Pendekatan tersebut menunjukkan bagaimana material granular yang umum ditemukan di kehidupan sehari-hari dapat diubah menjadi sistem yang mampu merespons lingkungan secara cerdas hanya melalui sifat mekaniknya sendiri.
Potensi penggunaan material ini cukup luas. Salah satu bidang yang paling menjanjikan adalah robotika lunak atau soft robotics. Berbeda dengan robot konvensional yang banyak menggunakan struktur logam kaku, robot lunak dirancang untuk lebih fleksibel dan aman ketika berinteraksi dengan manusia.
Material baru ini dapat membantu menciptakan robot yang lebih ringan, lebih adaptif, dan mampu menyesuaikan perilakunya terhadap perubahan kondisi tanpa memerlukan sistem kontrol yang rumit. Karakteristik tersebut sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan tingkat keselamatan tinggi.
Para peneliti menilai bahwa robot berbasis material seperti ini berpotensi digunakan untuk bekerja berdampingan dengan manusia, beroperasi di lingkungan yang sulit, hingga melakukan tugas-tugas presisi seperti membantu prosedur bedah.
Selain robotika, material tersebut juga berpotensi digunakan dalam perlengkapan keselamatan. Kemampuan untuk merespons benturan dengan cara yang berbeda tergantung kecepatan tumbukan dapat membantu menyerap energi secara lebih efektif.
Dalam situasi tabrakan atau benturan, material dapat mengalami deformasi secara terkendali atau mendistribusikan energi dengan cara tertentu sehingga risiko cedera dapat dikurangi. Keunggulan lain dari sistem ini adalah seluruh respons terjadi tanpa sumber daya eksternal, sensor, ataupun elektronik tambahan.
Penelitian ini menunjukkan bahwa benda yang sangat akrab dalam kehidupan sehari-hari masih dapat menyimpan fenomena fisika yang belum banyak dimanfaatkan. Sifat tidak biasa pada butiran beras yang dipadatkan berhasil diubah menjadi dasar pengembangan metamaterial baru yang mampu merespons tekanan secara berbeda berdasarkan kecepatan pembebanan. Dengan menggabungkan beras dan material granular lainnya, para ilmuwan menciptakan struktur yang dapat menekuk, melemah, atau mengeras secara otomatis tanpa elektronik maupun sensor, membuka peluang baru bagi robotika lunak dan perlengkapan keselamatan generasi berikutnya.
Diolah dari artikel:
“Scientists discover a strange property in rice and turn it into a smart material” oleh University of Birmingham. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260611024621.htm
