Untuk Pertama Kali, Peneliti Berhasil Ambil Foto Sinar X dari Sebuah Atom

JAKARTA – SInar X tidak hanya digunakan untuk memeriksa tulang yang patah atau penyakit lain, tetapi juga untuk penelitian dunia molekuler, bahkan reaksi biokimia secara real-time. Namun, yang menjadi masalah, para peneliti tidak pernah mampu mempelajari satu atom pun dengan menggunakan sinar-X hingga saat ini.  

Kini, para ilmuwan tidak hanya telah mampu mengkarakterisasi atom menggunakan sinar-X, membedakan jenis atom yang terlihat (dua atom yang berbeda), tetapi juga berhasil mempelajari perilaku kimia yang ditunjukkan oleh atom-atom tersebut. 

“Atom dapat secara rutin dicitrakan dengan mikroskop probe, namun seseorang tidak dapat mengetahui terbuat dari apa atom tersebut tanpa menggunakan sinar-X. Kami sekarang dapat mendeteksi dengan tepat jenis atom tertentu, satu atom pada satu waktu, dan secara bersamaan juga dapat mengukur keadaan kimiannya” Ucap penulis senior Profesor Saw Wai Hla, dari Universitas Ohio dan Laboratorium Nasional Argonne, dalam sebuah pernyataan yang dilansir IFL Science.  

“Setelah kami mampu melakukan hal tersebut, kami dapat menelusuri material batas akhir hanya satu atom. Hal ini akan berdampak besar pada ilmu lingkungan dan kedokteran dan bahkan akan menemukan obat yang dapat memberikan dampak besar bagi umat manusia. Penemuan ini akan mengubah dunia,” tambahnya.  

Pekerjaan ini mampu melacak atom besi dan atom terbium, suatu unsur yang merupakan bagian dari apa yang disebut logam tanah jarang. Keduanya dimasukan ke dalam host molekulernya masing-masing. Detektor Sinar-X konvensional dilengkapi dengan detector ekstra khusus. Detektor ini memiliki ujung logam tajam khusus yang harus ditempatkan sangat dekat dengan sampel dengan tujuan untuk mengumpulkan elektron yang tereksitasi dengan sinar-X. Dari pengukuran yang diambil dari ujung tersebut lah yang membuat tim mengetahui apakah itu besi atau terbium, dan itu pun belum semuanya.  

“Kami juga telah mendeteksi keadaan kimia masing-masing atom,” jelas Hla. “Dengan membandingkan keadaan kimia atom besi dan atom terbium di dalam masing-masing molekul, kami menemukan bahwa atom terbium, logam tanah jarang, agak terisolasi dan tidak mengubah keadaan kimianya sementara atom besi berinteraksi kuat dengan atom besi sekitarnya.” 

Sinyal yang dilihat oleh detektor telah dibandingkan dengan sidik jari. Hal ini memungkinkan peneliti untuk memahami komposisi sampel, serta mempelajari sifat fisik dan kimianya. Hal ini penting untuk meningkatkan kinerja dan penerapan berbagai material yang umum dan tidak terlalu umum. 

“Teknik yang digunakan dan konsep yang dibuktikan dalam penelitian ini membuat terobosan baru didalam ilmu sinar-X dan penelitian skala nano” ucap Tolulupe Michael Ajayi, penulis pertama makalah ini, dan melakukan pekerjaan sebagiannya dari tesis PhD-nya.  

“Lebih dari itu juga, bahwa penggunaan sinar-X untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi atom individu dapat merevolusi penelitian dan melahirkan sebuah teknologi baru di berbagai bidang, seperti informasi kuantum dan deteksi elemen jejak dalam penelitian lingkungan dan medis, serta masih banyak lagi. Pencapaian ini juga membuka jalan bagi instrumentasi ilmu material tingkat lanjut”. 

(Ivan Christian Deva)

(Rahman Asmardika)