Fisika Materi Lunak: Dari Pasta Gigi hingga Eksperimen Tetes Ter Abadi

Tindakan memeras pasta gigi dari tabung setiap pagi secara gamblang mendemonstrasikan prinsip fisika yang rumit mengenai bagaimana material bereaksi terhadap gaya yang diterapkan. Pasta gigi menunjukkan perilaku yang menantang dikotomi sederhana antara padatan dan cairan, karena ia mengalir ketika ditekan namun mampu mempertahankan bentuknya saat dibiarkan tanpa gangguan. Fenomena ini mengklasifikasikan pasta gigi, bersama dengan zat lain seperti krim dan gel, dalam kategori yang dikenal sebagai materi lunak, yang memperlihatkan karakteristik ganda menyerupai padatan sekaligus cairan.

Perbedaan fundamental dalam perilaku ini terletak pada struktur internalnya, yang tersusun dari blok bangunan berukuran lebih besar seperti makromolekul panjang atau tetesan yang tersuspensi dalam medium fluida. Struktur-struktur ini dipertahankan oleh gaya-gaya lemah yang mudah terganggu, menjadikan materi tersebut adaptif terhadap tekanan eksternal yang dikenakan padanya. Respons spesifik dari material tersebut sangat bergantung pada dua faktor krusial: besarnya gaya yang diberikan dan rentang waktu di mana gaya tersebut diterapkan. Tekanan mendadak pada pasta gigi memicu aliran yang mudah karena jaringan internal struktur dapat dengan cepat mengatur ulang dan kemudian terbentuk kembali.

Para fisikawan mempelajari perilaku yang bergantung pada gaya dan waktu ini dalam disiplin ilmu yang disebut rheologi, yang secara khusus menelaah deformasi dan aliran suatu zat di bawah tekanan. Konsep rheologi ini memiliki gema filosofis, mengingatkan pada pepatah Yunani kuno dari Heraclitus, "panta rhei," yang berarti "semuanya mengalir." Demonstrasi paling terkenal dari prinsip ini adalah Eksperimen Tetes Ter (Pitch Drop Experiment) ikonik di University of Queensland, yang dimulai pada tahun 1927 oleh Profesor Thomas Parnell, Profesor Fisika pertama di universitas tersebut.

Eksperimen Tetes Ter dirancang untuk menguji viskositas ter, suatu zat yang tampak padat namun secara ilmiah diklasifikasikan sebagai cairan dengan viskositas yang diperkirakan 200 miliar kali lebih tinggi daripada air. Sejak segel pada corong dipotong pada Oktober 1930, hanya sembilan tetes ter yang telah jatuh, dengan tetesan terakhir tercatat pada April 2014. Eksperimen yang diakui oleh Guinness World Records sebagai demonstrasi laboratorium terlama di dunia ini kini dikelola oleh Profesor Andrew White, kustodian ketiga setelah Parnell dan Profesor Mainstone. Tetesan kesepuluh diantisipasi akan jatuh pada periode akhir dekade 2020-an, dengan kecepatan jatuhnya menunjukkan variabilitas yang menarik.

Penelitian dalam bidang rheologi dan materi lunak tetap menjadi area studi yang aktif, disorot oleh acara seperti seminar 'Future of Rheology' yang dijadwalkan pada Januari 2026. Dalam ranah penelitian ini, Dr. Indresh Yadav, seorang peneliti materi lunak yang juga merupakan Asisten Profesor di IIT-Bhubaneswar dan Afiliasi Riset di MIT, terus mengembangkan karyanya. Keahlian Dr. Yadav mencakup fisika materi lunak eksperimental, mekanika DNA, dan jaringan polimer topologi, dengan latar belakang akademis yang mencakup penelitian pascadoktoral di NUS Singapura dan gelar PhD dari BARC. Penanganan produk sehari-hari, seperti pasta gigi, sesungguhnya menyingkap babak tersembunyi yang kaya dalam fisika modern, yang berpusat pada keseimbangan halus antara struktur internal dan kemampuan mengalir di bawah tekanan.