Komposit Epoksi Baru dengan Arsitektur Molekuler Terkendali Tingkatkan Keandalan Perangkat Energi

Pada tahun 2025, komunitas ilmiah mencatat sebuah pencapaian signifikan dalam bidang ilmu material. Sebuah tim peneliti yang berasal dari Sekolah Mekanika dan Teknik Elektro di Universitas Arsitektur dan Teknologi Xi'an (Xi'an University of Architecture and Technology) memperkenalkan strategi inovatif yang berpusat pada apa yang mereka sebut sebagai “desain penataan molekuler” (molecular ordering design). Pengembangan ini, yang dilakukan oleh kolektif yang berfokus pada material baru untuk sistem energi dan penyimpanan energi, berhasil menciptakan bahan enkapsulasi epoksi yang menampilkan kombinasi unik antara konduktivitas termal yang sangat tinggi dan sifat isolasi listrik yang luar biasa.

Aspek kunci dari keberhasilan terobosan ini terletak pada pemanfaatan molekul organik sebagai “cetakan” struktural. Cetakan ini berfungsi untuk membentuk struktur yang sangat teratur di dalam sistem resin epoksi. Penataan molekul yang terstruktur dan rapi ini memungkinkan pembuangan panas yang sangat efisien, yang secara langsung meningkatkan konduktivitas termal material. Bersamaan dengan itu, susunan yang padat dan adanya perangkap energi (energy traps) memastikan keandalan isolasi listrik. Material ini mampu beroperasi pada suhu tinggi hingga 200°C, sekaligus mampu menahan elektron berenergi tinggi secara efektif.

Urgensi dari pengembangan material ini didorong oleh permintaan yang terus meningkat terhadap material pengemasan yang mampu mengatasi beban termal dan listrik yang semakin besar. Perangkat semikonduktor daya modern menjadi semakin ringkas dan kuat, sehingga resin epoksi tradisional tidak lagi memadai untuk menahan tekanan operasional yang timbul. Solusi baru ini, yang menggunakan cetakan molekuler untuk membentuk sifat material secara terarah, secara elegan mengatasi keterbatasan lama yang dihadapi dalam bidang elektronika daya.

Keandalan material yang teruji pada suhu 200°C membuka peluang besar untuk implementasi segera di sektor elektronika daya yang paling menuntut. Tim peneliti berencana untuk mengeksplorasi penerapan metodologi ini dalam berbagai sistem resin lainnya, menunjukkan komitmen mereka terhadap kegunaan teknik yang luas. Terobosan teknologi ini, yang didasarkan pada pemahaman mendalam tentang mikrostruktur, berfungsi sebagai katalisator bagi babak perkembangan selanjutnya dari sistem berteknologi tinggi, menjanjikan penciptaan perangkat yang lebih tahan lama dan berkinerja tinggi.

Penemuan penting ini terjadi di tengah penelitian aktif mengenai pengelolaan aliran termal di Tiongkok. Secara spesifik, para ilmuwan dari Universitas Jiaotong Xi'an dan Universitas Zhejiang telah berupaya mengembangkan aerogel superelastis. Selain itu, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (Chinese Academy of Sciences) telah memperkenalkan aerogel serat keramik (SiC@SiO₂) dengan konduktivitas termal anisotropik, yang mampu berfungsi pada suhu ekstrem hingga 1300°C. Hal ini menegaskan bahwa pencarian metode pembuangan panas yang efektif tetap menjadi prioritas utama bagi sains, memberikan bobot tambahan pada keberhasilan yang dicapai dalam pengembangan komposit epoksi ini.