Bodi Mobil Bisa Penyok, Kok Jendela Kaca Gak Bisa?

Halo Sobat Solid! Apa kabar? Jumpa lagi dengan CHIMP edisi ke-2! (Hore!!)

Siapa diantara sobat solid disini yang suka jalan-jalan bawa mobil? Ada yang pernah nabrak dan bikin penyok mobilnya? Atau ada yang pernah mecahin jendela tetangga? Kalau pernah, waduh, lain kali hati-hati ya sob!

Pernah mecahin jendela atau bikin mobil penyok? (Sumber: wsj.com; denttechlex.com)

Kalau bikin penyok mobil atau mecahin jendela tetangga mungkin gak semua dari kalian pernah ya sob, tapi CHIMP yakin banget nih, pasti kalian pernah secara gak sengaja (kalau sengaja ngaco sih kalian, hahaha) mecahin piring, gelas, atau toples kaca kesayangan ibu kalian. Duh!

Tapi sobat solid pernah bertanya-tanya gak sih, kenapa ya piring, gelas, guci, atau barang-barang lainnya yang terbuat dari keramik dan kaca sangat mudah pecah ketika kita banting, pukul, atau tekuk, sedangkan bodi mobil atau sendok yang terbuat dari logam bisa penyok atau bengkok? Yuk sini CHIMP kasih tau!

Kalau kita telusuri, perbedaan antara logam dan keramik/kaca tadi sebenarnya ada di kemampuan keduanya untuk berubah bentuk secara permanen, atau bahasa kerennya deformasi plastis, sob. Logam bisa mengalami perubahan bentuk yang permanen (misalnya, bodi mobil yang jadi penyok dan sendok yang jadi bengkok), sedangkan keramik dan kaca gak bisa! Itulah mengapa piring kaca kalian akan langsung pecah kalau kalian coba pukul, banting, atau tekuk (kalau kuat wkwk). Kalian gak pernah kan, lihat piring kaca yang malah bengkok ketika kalian banting? Hehehe.

Sendok bisa bengkok, kenapa piring enggak ya? (Sumber: andriacorso.com; unsplash.com)

Nah tapi, timbul pertanyaan lagi kan nih sob. Kenapa logam bisa berubah bentuk permanen tapi keramik dan kaca nggak?

Ternyata, perbedaan sifat keduanya ini sebenarnya diakibatkan oleh perbedaan jenis ikatan atom di keramik dan di logam itu sendiri. Atom-atom keramik/kaca memiliki ikatan kovalen/ionik, sedangkan logam memiliki ikatan logam.

Sederhananya, keramik berikatan karena molekul keramik terdiri dari atom bermuatan positif dan atom bermuatan negatif. Misalnya, kaca (SiO2) terdiri dari atom Si yang bermuatan positif dan atom O yang bermuatan negatif. Kalian ingat pelajaran SMP/SMA kan? Muatan yang berlawanan akan tarik menarik. Nah, keramik mengandalkan gaya tarik menarik ini untuk berikatan satu sama lain.

Ikatan kovalen pada kaca (SiO2). Atom bermuatan positif, Si, ditunjukkan oleh bulatan bertanda positif (+) dan atom bermuatan negatif, O, ditunjukkan oleh bulatan bertanda negatif (-)

Ini beda halnya dengan di logam! Molekul logam hanya terdiri dari atom logam yang bermuatan positif saja. Misalnya, di dalam besi hanya akan ada atom besi (Fe) saja. Karena tidak ada perbedaan muatan atom seperti pada keramik dan kaca, logam berikatan dengan cara yang berbeda dengan atom keramik. Atom-atom logam yang bermuatan positif dikelilingi oleh ‘lautan elektron’. ‘Lautan elektron’ inilah yang bertindak sebagai “perekat” yang mencegah tolak-menolak antaratom logam yang sama-sama bermuatan positif.

Ikatan logam. Atom logam (Fe) ditunjukkan oleh bulatan bertanda positif (+) dan lautan elektron ditunjukkan oleh bulatan-bulatan kecil bertanda negatif (-)

Nah, ketika piring atau gelas kaca kalian pecahkan, atom-atom yang berikatan mengalami pergeseran. Alhasil, atom yang tadinya tersusun secara berlawanan (positif bertemu negatif dan sebaliknya) akan bergeser sehingga atom-atom dengan muatan yang sama akan saling berhadapan (positif bertemu positif dan sebaliknya). Kondisi tersebut akan membuat adanya gaya tolak menolak antaratom sehingga membuat piring atau gelas kalian pecah seketika.

Pergeseran atom pada keramik. Panah hijau menunjukkan arah pergeseran atom, sedangkan panah kuning menandakan gaya tolak menolak yang timbul akibat pertemuan atom bermuatan sama (negatif ke negatif).

Ini beda halnya dengan di logam sob. Ketika kalian membengkokkan sendok logam atau membuat penyok bodi mobil, atom-atom logam akan bebas bergeser, karena ikatannya tidak mengandalkan gaya tarik menarik antara atom yang berbeda muatan seperti pada keramik dan kaca tadi. Jadi, logam tidak langsung pecah seketika ketika kita pukul, tekuk, atau banting.

Pergeseran atom pada logam. Panah hijau menunjukkan arah pergeseran atom. Logam tidak menjadi pecah karena masih tetap direkatkan oleh ‘lautan elektron’

Gimana, sudah paham belum? Kalau belum, silakan tanyakan di kolom response di bawah ya!

Perlu diingat juga nih bahwa penjelasan di atas adalah penyederhanaan dari mekanisme yang sebenarnya kompleks ya sob! Kalau kalian ingin belajar lebih lanjut, sabi banget masuk ke Teknik Material! Hehehe.

Okay segitu dulu ya CHIMP episode kali ini. Mudah — mudahan bermanfaat! Jangan lupa untuk selalu mencuci piring dan gelas setelah makan dan minum ya! Sampai jumpa!

Penulis:
Fauzan Rahmat (Teknik Material ITB 2017)
Muhammad Labib Adyavit (Teknik Material ITB 2017)

Referensi:
Callister, W. D. dan Rethwisch, D. G. (2014). Materials Science and Engineering: An Introduction, 9th ed. New York: John Wiley & Sons.