BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Dengan memvariasikan nilai kecepatan serta frekuensi foton, dapat
disimpulkan bahwa suatu metamaterial sangat bergantung terhadap kedua variabel tersebut kecepatan dan frekuensi yang diberikan, karena besar nilai
keduanya mengakibatkan metamaterial dapat dilihat oleh mata ataupun tidak. Variasi nilai kecepatan dan frekuensi ini menunjukkan bahwa setiap satu nilai
indeks bias metamaterial mampu memberikan efek keluaran yang berbeda- beda.
2. Persamaan Efek Doppler yang telah diturunkan secara teori dengan
menggabungkannya dengan rumusan yang lain seperti pendekatan Efek Doppler gelombang elektromagnetik dan Faktor Superposisi pada
Transformasi Lorentz menghasilkan Faktor Doppler menunjukkan adanya perubahan posisi dari foton. Juga tentunya dengan meninjau frekuensi foton
setelah mengalami transmisi dan refleksi yang dihitung dengan Persamaan Refleksi Fresnel. Sehingga dapat dihitung besarnya energi, momentum dan
panjang gelombang yang diterima sumber pengamat. 3.
Suatu Metamaterial dapat memanipulasi cahaya sehingga cahaya tersebut dapat direfleksikan atau ditransmisikan dengan sempurna. Sifat benda ini
sangat berkebalikan dengan benda pada umumnya yang memiliki indeks bias positif, sehingga benda yang tampak dapat dimanipulasi menjadi kasat mata.
Namun, kemampuan tersebut sangat erat kaitannya dengan besarnya kecepatan serta frekuensi awal yang diberikan pada Metamaterial.
Universitas Sumatera Utara
5.2 Saran
1. Pada peneliti selanjutnya dapat menganalisa dampak indeks bias terhadap
frekuensi dengan menggunakan metode yang berbeda. 2.
Pada peneliti selanjutnya dapat menganalisa hubungan metamaterial dengan besaran fisis lainnya. Seperti tekanan, daya hantar listrik, dll.
3. Pada peneliti selanjutnya dapat menggunakan simulasi dengan perangkat
lunak yang lain. Seperi Visual Basic, Mathematica, dll. 34
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Metamaterial 2.1.1 Sejarah Metamaterial
Semua berawal dari sebuah paper artikel ilmiah yang ditulis ilmuwan asal Rusia bernama Victor Veselago pada tahun 1968. Dalam tulisannya, Veselago mencoba
menjawab pertanyaan: “Apa yang terjadi jika kita memiliki sebuah material yang mempunyai indeks bias yang bernilai negatif?”
Secara teoretis, nilai negatif indeks bias bisa didapat jika kita mempunyai material dengan konstanta dielektrik dan permeabilitas magnetik yang secara
bersamaan bernilai negatif. Konstanta dielektrik adalah konstanta yang mengukur derajat polarisasi muatan listrik bila sebuah material dimasukkan medan listrik,
sedangkan permeabilitas magnetik adalah konstanta yang mengukur derajat magnetisasi sebuah benda bila dipengaruhi dalam suatu medan magnet. Banyak
spekulasi yang disampaikan Veselago di tulisan tersebut yang bertentangan dengan konsep-konsep dasar Fisika.Beberapa ilmuwan menganggap tulisan
Veselago hanya isapan jempol.Mungkin saja benar secara teoretis, tetapi tidak diketahui apakah material tersebut bisa tersedia di alam.
Orang-orang pun melupakan artikel ilmiah Veselago tersebut.Namun, 30 tahun setelah Veselago, pada 1998, seorang fisikawan teori asal Inggris bernama
John Pendry menawarkan sebuah konsep material yang mempunyai indeks bias negatif dengan memodifikasi struktur material tersebut.Pendry menawarkan
kombinasi kawat logam dan struktur split ring untuk membuat
metamaterial.Penggunaan kawat logam adalah untuk membuat konstanta dielektriknya menjadi negatif sedangkan split ring resonator untuk membuat
permeabilitas yang bernilai negatif. Hanya dalam tempo dua tahun saja, pada tahun 2000, David Smith dari
University of California, San Diego, untuk pertama kalinya berhasil melakukan
Universitas Sumatera Utara
eksperimen membuat metamaterial berdasarkan teori yang diajukan oleh Pendry. Metamaterial ini bekerja di zona gelombang mikro, yaitu gelombang
elektromagnetik yang panjang gelombangnya berkisar antara 1 meter sampai 1 milimeter.Kini, sudah 11 tahun sejak eksperimen pertama tentang metamaterial,
beberapa struktur pun ditawarkan untuk mendapatkan sifat yang menarik pada rentang cahaya tampak. Vioktalamo Aunuddin S, 2011
2.1.2 Definisi Metamaterial
Metamaterial adalah struktur yang dibuat secara artifisial, yang permitivitas dan permeabilitasnya menyimpang dari lazimnya di alam. Dengan merangkai material
dari kristal fotonik menjadi jaringan, yang skalanya lebih kecil dari panjang gelombang yang ingin dimanupulasi, secara teoritis, gelombang itu dapat
dibelokkan. Sehingga bahan baru tersebut dapat mengarahkan cahaya, suara, dan gelombang lainnya dengan cara yang bermanfaat.
Metamaterial mengungkapkan beberapa properti yang paling menarik yang pernah dilihat pada bahan dan akan memiliki potensi untuk mengubah
industri dengan cara yang mendasar. Aplikasi bisa sangat luas mulai dari ilmu pengetahuan, teknologi informasi dan komunikasi, dan bahkan bidang seni.
2.1.3 Jenis Metamaterial berdasarkan Fungsinya 2.1.3.1 Metamaterial Visual
Seorang ahli bahan dapat menggunakan geometri, ukuran dan susunan struktur material untuk menciptakan efek yang berbeda dari aslinya. Salah satu contoh
klasik adalah penggunakan array kumparan tembaga untuk jubah tembus pandang pada obyek 2D sehingga ketika disinari dengan frekuensi tertentu dari
gelombang elektro magnetik, seperti Duke University pada tahun 2006, obyek tersebut akan mampu menghilang dari pandangan manusia.
Masalah dengan perangkat Universitas Duke 2006 adalah bahwa ia hanya bekerja untuk benda 2D dan di satu frekuensi tunggal microwave. Untuk membuat
suatu material yang kasat mata, maka perlu untuk membuatnya bekerja pada: 1. Spektrum cahaya tampak,
5
Universitas Sumatera Utara
2. Pita lebar cahaya tampak, 3. Objek 3D
Dan pada tahun 2012, teknologi sekarang telah dapat menciptakan jubah microwave untuk bentuk obyek dasar 3D.Para ahli juga telah mampu membuatnya
bekerja pada pita lebar yaitu tidak hanya satu frekuensi tunggal tetapi di berbagai frekuensi. Saat ini juga tengah diujicoba metamaterial pertama yang akan dapat
beroperasi di spektrum cahaya terlihat menggunakan ketebalan 15 sampai 35 nanometer lapisan perak dan silsesquioxane hidrogen sejenis kaca.
Hal ini setidaknya membutuhkan waktu 5 tahun sebelum bisa mencapai karakteristik pita lebar, 3D, spektrum visual pada metamaterial yang akan dapat
dipakai pada benda normal dan mata manusia. Dan kemudian 5 tahun lagi untuk mencari tahu bagaimana skala manufaktur untuk objek skala besar.Salah satu
idenya adalah dengan menggunakan bioteknologi sintetis untuk menghasilkan bakteri yang mampu mencetak lapisan nanometer ke permukaan bahan untuk
memberikan daya tembus terukur dan murah.
2.1.3.2 Metamaterial Gelombang
Metamaterials memperoleh sifat mereka dengan berinteraksi dengan gelombang dengan cara khusus. Hal ini dapat diterapkan pada konsep yang sama dengan jenis
lain dari gelombang menggunakan metamaterials. Jubah tembus pandang invisible cloak dapat diciptakan untuk: radar
gelombang radio, akustik menyembunyikan dari Sonar, gelombang seismik yang akan membantu memblokir atau mengalirkan gelombang gempa yang
masuk ke dalam bangunan. Sehingga, metamaterial memungkinkan kita untuk menyembunyikan
objek dari bentuk yang paling dikenal terhadap kemungkinan serangan untuk pertahanan militer menyembunyikan obyek strategis dan lain-lain.Meskipun
demikian metamaterial bukan hanya tentang tembus pandang visual - membuat bangunan tak terlihat, namun juga dapat diterapkan pada gelombang gempa agar
bisa masuk ke dalam desain bangunan standar. 6
Universitas Sumatera Utara
2.1.3.3 Metamaterial Optik
Metamaterial juga dapat menghasilkan banyak efek di luar efek cloaking.Tergantung pada, ukuran pengaturan geometri, dan bahan-bahan yang
digunakan, adalah mungkin untuk membuat lensa super yang memungkinkan kita untuk melampaui batas difraksi lensa normal. Paling tidak membuat chip yang
lebih kecil melalui lensa beresolusi tinggi, mikroskop super, dan atau lensa kamera telepon mobile yang lebih baik. Transfer daya nirkabel yang lebih fokus,
pencitraan satelit yang lebih baik, sel surya yang lebih efisien, laser yang lebih fokus dan masih terbuka untuk alat-alat lainnya yang memiliki lensa.
Namun untuk saat sekarang, teknologi lensa super masih terbatas pada satu frekuensi dan belum ke spektrum cahaya terlihat tapi rintisan ini telah
dibuka.Selanjutnya lensa super dapat diterapkan pula pada jenis gelombang lainnya, seperti akustik, seismik dan magnetik misalnya mikrofon yang sangat
peka sekaligus aman untuk perangkat mobile.
2.1.3.4 Metamaterial Mekanik
Metamaterial dapat membalikkan indeks bias cahaya, namun teknologi terbaru juga mengungkapkan bahwa metamaterial juga dapat digunakan untuk
membalikkan sifat-sifat bahan di luar bidang optik karakter mekaniknya. Sebagai contoh, ketika metamaterial kita tekan ke dalam sepotong busa
elastic, normalnya busa akan tertekuk ke dalam. Namun dengan metamaterial, kita dapat membuat busa menyembul ke arah luar menuju arah gaya datang atau
melawan tekanan jari kita. Sehingga sifat mekanisnya juga terbalik.Ini adalah penemuan terbaru yang dibuat pada tahun 2012. Aplikasi akan sangat luas
meliputi teknologi sepatu yang lebih nyaman, casing mobile phone yang tidak pecah ketika anda menjatuhkannya, roda yang lebih efisien untuk mobil dan
pelindung tubuh yang lebih baik baju anti peluru yang lebih kuat.
2.1.4 Manfaat Metamaterial
Beberapa manfaat dan kegunaan metamaterial dalam perkembangan teknologi dan kehidupan sehari-hari diantaranya, yaitu:
7
Universitas Sumatera Utara
a. Antena WIFI yang lebih baik.
Intelektual Ventures Nathan Myhrvold baru-baru ini menemukan antena metamaterials, yang akan membantu meningkatkan bandwith koneksi internet
anda. Masing-masing unsure antena metamaterial dapat disetel untuk mengarahkan gelombang radio.Demikian juga, ini berarti ponsel yang lebih baik
karena menghemat energi.Dan di sisi operator ponsel ini berarti membuat transceiving data yang lebih hemat daya.
b. Membalik Arah Waktu