Melacak massa melalui lingkungan yang keras memerlukan partikel pengganti yang tahan terhadap peristiwa tersebut dan bertahan hingga pengambilan sampel. Para ilmuwan sebelumnya telah melaporkan kemampuan bertahan dari pelacak partikulat yang kokoh selama ledakan.
Dalam sebuah studi baru oleh Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), para ilmuwan telah menciptakan partikel pelacak kasar yang dapat bertahan dan berkembang dalam kondisi ekstrem.
Pewarna fluoresen dan bahan organik lainnya sering digunakan sebagai pelacak dalam penelitian biologi untuk menemukan lokasi sel dan mendeteksi kebocoran air. Mereka berkinerja sangat baik dalam keadaan tertentu, namun kurang efektif dalam melacak material dalam ledakan. Masalah mereka adalah: mereka terbakar.
Dalam penelitian ini, alih-alih menggunakan bahan organik, para ilmuwan berfokus pada bahan anorganik untuk mengembangkan pelacak kasar—khususnya titik kuantum.
Rekan peneliti PNNL April Carman berkata, “Meskipun mereka bernasib jauh lebih baik daripada bahan organik dalam kondisi yang keras, tim peneliti masih perlu melindungi titik-titik kuantum dari kondisi ekstrim ledakan kimia.”
“Menemukan cara untuk melindungi pelacak sambil tetap mempertahankan intensitas pendarannya terbukti sulit.”
Lingkungan setempat secara signifikan berdampak pada kecerahan—atau intensitas pendaran pelacak. Beberapa tindakan pencegahan dapat mengurangi kecerahan sehingga membuat pelacak lebih sulit ditemukan. Oleh karena itu, para ilmuwan memutuskan untuk menggunakan silika terhidrasi—”pada dasarnya kaca yang direndam dalam air” untuk melindungi titik-titik kuantum dan menjaga kecerahannya.
Pelacak berlapis yang dibuat oleh tim PNNL hampir sama terangnya dengan titik kuantum asli, meskipun teknik pelapisan silika sebelumnya sangat mengurangi kecerahan pelacak. Pengujian tambahan mengungkapkan bahwa partikel tersebut dapat bertahan pada berbagai tingkat pH untuk waktu yang lama.
Hubbard berkata, “Kami tahu kami telah menciptakan sesuatu yang istimewa ketika kami melihat hasilnya.”
Beruntung bagi tim PNNL, metode sintesis mereka dirancang agar dapat diskalakan sepenuhnya untuk menghasilkan jumlah massal—mulai dari kilogram hingga potensi ton per hari.
Rekan peneliti PNNL Michael Foxe berkata, “Mereka tidak hanya dapat membuat pelacak dalam jumlah besar, tetapi mereka juga dapat menyesuaikannya. “Kami dapat menyesuaikan ukuran dan warna pelacak dengan spesifikasi apa pun. Pelacak dapat disetel dengan baik untuk menciptakan tiruan massa atau material yang sedang dilacak. Kita juga dapat menggunakan berbagai ukuran dengan warna berbeda untuk memvisualisasikan bagaimana ledakan memengaruhi partikel dengan ukuran berbeda.”
Ilmuwan terkenal, “Pelacak ini cukup tangguh untuk digunakan di lingkungan yang keras guna melacak massa dan meningkatkan pemahaman ilmuwan tentang nasib lingkungan dan transportasi. Mereka dapat berfungsi dalam kondisi yang terlalu parah bagi pelacak tradisional—seperti di kilang minyak dan gas atau pembangkit listrik tenaga panas bumi. Dengan parameter yang dapat disesuaikan dan sistem yang mudah digunakan, pelacak ini memiliki banyak aplikasi potensial untuk melacak nasib material dan transportasi di lingkungan yang keras.”
Carman berkata, “Kami senang dapat terus melanjutkan proyek ini meskipun awalnya ada keraguan. Kami juga sangat senang melihat apa yang akan membawa kami selanjutnya.”
Referensi Jurnal:
- Hubbard, L., Reed, C., Uhnak, N. dkk. Mikroaglomerasi silika luminescent, sintesis, dan pengujian lingkungan. Komunikasi MRS 12–119 (123). DOI: 10.1557/s43579-022-00150-3
