Metal pun Punya Karakter
Jika kita perhatikan sekeliling kita, maka akan kita
sadari bahwa metal memiliki peranan yang sangat penting dalam hidup kita. Kita
tak akan dapat berhenti menghitung fungsi dari metal yang dipakai di berbagai
bidang, semisal mobil, pesawat, perahu, bahan-bahan bangunan, alat-alat listrik
maupun peralatan dapur. Tentu saja, karena bidang penggunaan metal
berbeda-beda, maka kita tidak menggunakan metal di setiap tempat.
Jaringan tubuh manusia, tulang,
tulang rawan, otot, dan jaringan-jaringan ikatnya memiliki tingkat ketahanan,
kekerasan dan keelastisan yang dipersiapkan sesuai dengan tugas yang mereka
emban yang penuh dengan hikmah tersembunyi didalamnya. Kita pun tahu bahwa
mereka juga menunjukkan ciri-ciri fisik dan kimianya. Di saat yang sama, metal
pun memiliki karakteristik yang berbeda-beda, ada yang lembut, ada yang sangat
keras, elastis, mudah pecah, ada pula yang sedikit atau banyak mengantarkan
cahaya, yang kesemuanya itu diciptakan demi melayani kebutuhan manusia. Semua
elemen dkelompokkan dalam tabel periodik yang tersusun secara rapi. Begitu pula
dengan metal yang dikategorisasikan sesuai dengan cirinya. Dalam tabel tersebut
118-nya berupa elemen dan 92-nya ditemukan asli tercipta di alam. Di tabel
tersebut, kebanyakan elemen yang dikelompokkan menurut kemiripan ciri-cirinya
masuk dalam kategori metal. Meskipun beberapa di antaranya diketahui sebagai
besi, tembaga, emas, perak, dan aluminium, namun menurut ciri-ciri kimiawinya
91 di antaranya adalah metal.
Beberapa Contoh Bidang Penggunaan
Metal
Lithium digunakan pada alat pacu-jantung,
sodium pada bantal angin, potassium pada pupuk, cesium pada sensor fotolistrik,
tantalum pada lensa, air raksa pada lampu-lampu jalan, timbal pada aki,
polonium pada baterai nuklir, ruthenium pada busi, itrium pada layar televise,
berilium pada busur jam, titanium pada prosthesis, cadmium pada baterai,
aluminium pada pesawat, uranium pada reactor nuklir, bismuth pada sekering, dan
germanium pada sel surya. Seperti semua yang ada di semesta ini, elemen-elemen
ini pun diciptakan dengan berbagai hikmahnya masing-masing. Semua makhluk baik
yang hidup maupun mati di alam semesta ini tersusun dari 92 elemen tersebut.
Tentu saja terdapat hikmah dalam penciptaan elemen yang kebanyakan memiliki
ciri metalik dan padat ini.
Layaknya setiap elemen,
karakteristik kimiawi dan fisik metal pun berbeda-beda. Hal ini dikarenakan
kepadatan, titik cair dan titik didih, kekerasan, dan kemampuan konduksinya
yang berbeda-beda, serta dikarenakan atom-atom yang memunculkan metal memiliki
ciri yang berbeda pula, jumlah proton, dan elektron atom yang memunculkan
metal, diameter atom, kepadatan dan adanya perbedaan kecondongan reaksi
terhadap elemen lain akan memudahkan kita untuk memahami sebab-sebab hikmah
yang ada dalam penciptaan mereka. Dengan kata lain dapat dipahami bahwa setiap
atom sangatlah berbeda dan masing-masing memiliki ciri-cirinya yang khas.
Beberapa Metal dengan Ciri Khusus
Jika metal Gallium (31Ga) yang memiliki
titik cair rendah 29,7 oC dapat mencair dalam tangan kita, maka
tungsten (74W) yang berbentuk kabel dan digunakan dalam bohlam
memiliki titik cair hingga 3410 oC. Saat metal sodium (11Na)
bersifat lembut dan dapat dipotong hanya menggunakan pisau, maka metal khrom (24Cr)
memiliki tekstur yang sangat keras sehingga hanya dapat dipotong menggunakan
berlian. Metal potassium (19K) dapat bereaksi amat keras secara
tiba-tiba jika bertemu dengan air, namun tidak demikian dengan perak (47Ag),
ia justru tidak memberikan reaksi apapun. Saat kepadatan metal Lithium (3Li)
hanya 0,53 g/cm3, maka kepadatan osmium mencapai 22,6 g/cm3.
Keberadaan metal dengan beraneka ciri-ciri khusus yang dianugerahkan pada
masing-masing zatnya ini merupakan keuntungan besar dalam penggunaannya di
berbagai bidang. Proses-proses seperti pengolahan metal, pembengkokan,
pencairan, dan pembentukkan metal dalam berbagai bentuk merupakan hal yang
bersumber dari kekhususan masing-masing atomnya.
Kekurangan atau kelebihan yang
terdapat dalam jumlah proton, perubahan kecepatan elektron yang mengitari
sekeliling inti, ataupun perbedaan yang terdapat dalam jarak antara inti dan
elektron dapat merubah karakteristik atom, yakni metal itu sendiri. Atom berbentuk
sangatlah kecil sehingga keberadaannya hanya dapat dilihat dengan alat khusus
yang bernama elektro mikroskop. Jika kita bertafakkur bahwa semua makhluk baik
yang hidup maupun yang mati kemunculannya berasal dari atom yang kecil ini,
maka akan dipahami betapa pentingnya perhitungan yang sangat teliti pada semua
penciptaan ini. Jika diamati dengan pandangan hikmah, maka metal pun diciptakan
dengan bentuk yang dapat digunakan manusia untuk mengembangkan peradabannya.
Pada banyak barang yang ada disekeliling kita, misalnya pada paku dan baut yang
tertancap pada sebatang pohon, satu atau beberapa metal digunakan dalam bentuk
dan campuran yang tepat. Jika metal tidak memiliki karakteristik dan ciri yang
berbeda-beda, maka kita tidak akan dapat membuat banyak hal mulai dari pisau
hingga pesawat, sepeda hingga mobil, bahkan garpu hingga komputer. Karena
karakteristik metal yang dapat dipotong, dibengkokkan, ditarik, dipanjangkan,
atau dicairkan inilah maka dapat ditemukan dan dibuat aneka ragam barang dengan
jumlah yang banyak dan dalam bidang yang beraneka ragam.
Deformasi plastis sebuah metal,
yakni dapat berubah bentuk tanpa pecah merupakan hasil dari karakteristik atom
metal yang dapat beralih antara satu dengan yang lainnya. Ikatan, kekosongan,
dan bentuk ikatan antara atom metal bukanlah sesuatu yang acak, namun
diciptakan dengan adanya hikmah. Oleh karena itulah maka baja dapat digulung,
sedangkan yang lainnya sangat bertekstur keras dan tahan terhadap kikisan, ada
pula yang mudah diproses dan dikelola karena sifatnya yang lembut. Jika atom
metal tidak diberikan keistimewaan untuk dapat bergerak lentur seperti itu,
maka ia tidak akan berguna, tak berfaedah, ringkih, dan hanya akan menjadi
bahan yang tidak dapat dibentuk dan diolah meski hanya sebagai sebuah kabel
atau sebuah papan sekalipun.
Keistimewaan lain yang diberikan
pada metal adalah ia dapat bersatu dengan elemen lain yang berbeda sehingga
memunculkan zat lain dengan karakteristik yang baru, hal ini biasa disebut
sebagai “logam paduan”. Dikarenakan adanya celah Kristal pada atom, maka saat
berada dalam keadaan murni, ketahanannya menjadi menurun, sedangkan pada
terjadi perpaduan, jika celah ini dibekukan pada atom metal lainnya, maka ia
akan menjadi lebih kuat. Zat-zat baru ini menunjukkan karakteristik yang
berbeda dari karakteristik metal yang masuk dalam paduan logam. Paduan logam
yang paling banyak dikenal adalah perunggu (tembaga-timah), kuningan
(tembaga-seng), patri/solder (timah-timbal), dan juga amalgam yang merupakan paduan
logam dari air raksa. Oleh karena paduan logam memungkinkan paduan dalam jumlah
yang berbeda pada metal, maka lahan penggunaan metal pun menjadi semakin lebih
luas. Hal tersebut menjadikan adanya penyebaran produksi alat-alat yang
memiliki keistimewaan fisik yang dapat mencegah pengaruh yang terdapat pada
hamper setiap mesin, alat, dan barang-barang. Baja misalnya, merupakan paduan
logam dari besi. Selain itu juga terdapat puluhan besi yang bermacam-macam
tergantung jumlah dan elemen lain yang masuk dalam kandungannya. Dalam paduan
logam besi, secara umum karbon lebih banyak digunakan, meski begitu metal-metal
seperti magnesium, khrom, vanadium, dan wolfram pun dapat digunakan. Baja lebih
banyak berguna daripada besi jika dilihat dari banyaknya keistimewaannya
seperti kekerasan, ketahanannya terhadap karat, dan juga titik tegangnya.
Paduan Logam yang Memiliki Ingatan
Tentang Bentuk Awalnya
Paduan logam ini merupakan metal-metal yang karena
beberapa faktor seperti panas atau tekanan akan mengalami deformasi, namun
karena pengaruh dari panas ia juga akan kembali ke bentuknya yang semula.
Paduan logam yang memiliki memori ingatan pada bentuknya yang paling banyak
digunakan adalah paduan logam yang diberi nama “nitinol” yang perbandingan
nikel dan titaniumnya adalah setengahnya. Jika metal yang terbuat dari bahan
yang memiliki keistimewaan memiliki memori khusus ini mengalami perubahan
bentuk dikarenakan adanya tarikan, tekanan atau putaran lalu dipanaskan dalam
suhu yang panas maka metal-metal tersebut akan kembali ke bentuk awalnya.
Salah satu bidang penggunaan paduan
logam dengan ingatan pada bentuknya ini adalah pada pembuluh darah. Filter yang
dibuat dari paduan logam dan ditempatkan pada pembuluh darah ini dapat
menemukan pembekuan yang terjadi sehingga dapat menyelamatkan nyawa seseorang.
Untuk keperluan ini filter berbentuk jangkar yang dibuat dari kabel paduan
logam antara nikel-titanium ini terlebih dahulu dibentuk menjadi seperti kawat lurus
sebelum pada akhirnya dimasukkan ke dalam nadi. Setelah ditempatkan didalamnya,
dengan panas tubuh ia akan bergerak dan berubah ke bentuk awalnya dan menjadi
fungsi filter yang akan mencegah pembekuan yang terjadi dari dalam vena
(pembuluh balik). Metal-metal dengan kemampuan untuk mengingat bentuk asalnya
ini kian hari kian bertambah fungsi dan kegunaanya dalam kehidupan kita, bahkan
mulai dipergunakan dalam bentuk-bentuk yang beragam, baik dalam industri mesin,
elektronik, maupun kimia seperti elemen koneksi, elemen penyegelan, penjepit
dan juga kunci listrik.
Besi, Metal yang Dijadikan Nama Surah
Dalam Al Qur’an
Seperti halnya di masa lampau, saat
ini pun besi merupakan salah satu metal yang paling banyak digunakan, yakni
sekitar 95% dari keseluruhan metal yang diproduksi di seluruh dunia. Untuk
berbagai alasan besi sangatlah bermanfaat, metal ini banyak dijumpai di alam
dalam jumlah besar, harganya yang murah, serta dapat dipergunakan dalam
campuran yang berbeda-beda sehingga menjadikannya banyak dipergunakan dalam
berbagai bidang. Al Qur’an pun menarik
perhatian kita pada metal yang satu ini.
Besi (26Fe) yang nomor
atom, yakni jumlah protonnya 26 ini merupakan metal yang paling banyak
digunakan di muka bumi ini setelah aluminium. Metal yang paling banyak
digunakan di pabrik dan berbagai teknologi ini memiliki fungsi dan kegunaan
yang sangat penting bagi tubuh kita. Jika dikumpulkan, besi yang ada dalam
tubuh manusia besarnya dapat mencapai sekitar sebuah paku. Besi yang terdapat
pada struktur pigmen hemoglobin ini diciptakan dengan ciri yang mengagumkan, ia
dapat mengikat dan meninggalkan oksigen dan karbondioksida, terlebih lagi ia
pun merupakan mineral penting yang tak dapat diabaikan bagi reaksi pernafasan.
Pada ayat ke-25 surat al-Hadid yang
berarti besi, diterangkan tentang elemen besi sebagai berikut:
“... Dan Kami turunkan besi yang
mempunyai kekuatan hebat dan banyak manfaatnya bagi manusia, dan agar Allah
mengetahui siapa yang menolong (agama)-Nya dan rasul-rasul-Nya walau pun
(Allah) tidak dilihatnya. Sesungguhnya Allah Mahakuat lagi Mahaperkasa.”
Menurut beberapa mufassir, yang dimaksud dengan kalimat “besi
yang mempunyai kekuatan hebat” adalah besi yang memiliki struktur yang paling
stabil sebagai zat radioaktif. Semua atom berusaha untuk sampai pada kestabilan
atom besi dengan reaksi fisi dan fusi nuklirnya. Sedangkan pada jumhur (mayoritas) mufassir atas kalimat yang berbunyi “Dan Kami turunkan besi” adalah
sebagai berikut: Besi yang ada di dunia ini datang dari bintang-bintang raksasa
yang terdapat di ruang angkasa. Di angkasa, metal-metal berat semacam besi
diproduksi pada biji-biji bintang-bintang besar. Besi hanya dapat terbentuk
pada bintang-bintang yang ukurannya jauh lebih besar daripada matahari pada
suhu yang mencapai beberapa ratus juta derajat. Suhu panas pada matahari yang
berkisar antara 15.000.000 oC tidak cukup untuk membentuk atom besi.
Saat jumlah besi yang terdapat pada bintang-bintang yang disebut supernova ini
mencapai rata-rata tertentu, maka saat itulah bintang-bintang ini tak dapat
menampungnya sehingga terjadilah letusan. Hasil dari letusan itu menjadikan
batu-batu langit yang didalamnya terdapat besi menyebar dan berkeliaran di
ruang angkasa hingga pada saatnya tertangkap oleh gravitasi sebuah benda langit
dan kemudian menyatu dengannya. Tentu saja bukan hanya besi, elemen lain
seperti Nikel (59Ni) pun datang dari luar tata surya ke dunia kita,
namun besi lah energi pengikat nuklir yang paling banyak (energi pengikat atom 56Fe:
492.275 MeV).
Pendapat lain pada permasalahan ini
adalah: Ribuan batu langit baik besar maupun kecil yang tersebar dan setiap
harinya menabrak atmosfer kita turun ke bumi dalam bentuk debu. Atom-atom besi
yang terdapat pada debu dalam jumlah banyak ini merupakan makanan bagi sayuran
dan plankton (makhluk mikroskopis yang menjadi makanan hewan dibawah laut) yang
terdapat di samudera dan memiliki peran yang sangat besar dalam rantai
kehidupan di dunia ini. Debu yang mengandung besi ini merupakan sumber penting
yang dibutuhkan oleh plankton untuk berfotosintesis. Dengan cara mengesankan,
beberapa metal seperti kobalt, khrom, magnesium, seng, tembaga, mangan,
molybdenum, dan selenium berada dalam struktur enzim dan kofaktor (biokimia)
yang bertugas di tubuh banyak makhluk hidup sehingga dapat dikatakan ia
merupakan elemen yang tak boleh diremehkan. Meski dalam jumlah sangat sedikit,
namun detail tugas penting dalam tubuh yang diberikan pada atom netral ini
masih belum diketahui dengan baik. Di satu sisi, di masa depan bidang-bidang
seperti kedokteran, ruang angkasa dan elektronik akan mencari tahu dan menggali
informasi lebih dalam tentang penggunaan dan fungsi-fungsi barunya. Di sisi
lainnya kita dapat merenungkan tentang atom metal yang diembani tugas-tugas
misterius di dalam sel, apakah mereka melakukan pekerjaan besar ini dengan
akal, kesadaran dan ilmu yang dimilikinya atau justru mereka bekerja atas izin
Dzat Yang Maha Memiliki Ilmu dan Kekuasaan tak Terbatas?
Dikutip
dari Majalah Mata Air edisi januari-februari-maret 2018 Vol. 5 No. 17
Komentar
Posting Komentar