Menakjubkan Kegunaan Plasma Fantastis dalam Kehidupan Serta Penjelasan Plasma di Dunia Fisika
Gambar oleh Alineasains
Plasma didefInisikan sebagai zat keempat di samping zat klasik: padat,
cair, dan gas. Plasma zat keempat ini ditemukan pada tahun 1928 oleh ilmuwan
Amerika, Irving Langmuir (1881-1957) dalam eksperimennya melalui lampu tungsten
filament. Ia mengatakan Plasma adalah gas terionisasi yang merupakan keadaan
benda-benda fase berenergi yang disebut sebagai “ keadaan benda ke empat “.
Dimana beberapa elektron di orbit atom terluar telah terpisah dari atom atau
molekul. Hasilnya adalah sebuah daerah yang penuh dengan ion dan elektron yang
tidak terikat satu sama lain (partikel yang lepas ).
Berdasarkan hasil pengamatan plasma fantastic yaitu jumlah muatan positif
dari tiap inti atom sama dengan jumlah semua elektron yang mengorbit
disekelilingnya. Bola plasma terdapat elektron dan ion yang menghantarkan
listrik, namun bola plasma secara makro bermuatan netral. Artinya bila di ukur,
bola plasma memiliki jumlah elektron dan ion yang sama. Selain itu partikel
bermuatan yang dipengaruhi oleh gaya magnet dan medan listrik terdapat pada
plasma. Dimana, bola plasma dipengaruhi oleh gaya magnet dan gaya listrik
secara kuat dan sebaliknya partikel bola plasma mempengaruhi distribusi medan
magnet dan medan listrik. Gerakan partikel dalam plasma akan membangkitkan
medan listrik dan arus listrik pada plasma itu sendiri. Hal ini yang
menyebabkan plasma fantastic menjadi unik dan menarik untuk dipelajari.
Plasma ini sangat mudah dibuat, caranya dengan pemanfaatan tegangan
listrik. Contoh, hadapkan dua electrode di udara bebas. Seperti kita ketahui
udara adalah isolator, materi yang tidak menghantarkan listrik. Namun, apabila
pada dua electrode yang diberikan tegangan listrik yang cukup tinggi (10
kV<), sifat konduktor akan muncul pada udara tersebut, yang bersamaan dengan
itu pula arus listrik mulai mengalir (electrical discharge), fenomena ini
disebut eletrical breakdown.
Mengalirnya arus listrik menunjukkan akan adanya ionisasi yang
mengakibatkan terbentuknya ion positif serta elektron pada udara di antara dua
elektrode tadi. Semakin besar tegangan listrik yang diberikan pada elektrode,
semakin banyak jumlah ion positif dan elektron yang terbentuk. Aksi-reaksi yang
terjadi antara ion positif dan elektron dalam jumlah banyak ini menimbulkan
kondisi udara di antara dua electrode ini netral, inilah plasma. Singkatnya
kata plasma adalah kumpulan dari electron bebas, ion dan atom bebas.
Gelombang elektromagnet dapat dikatakan merambat dalam plasma. jika
frekuensi gelombang itu lebih tinggi ketimbang frekuensi batas yang disebut
frekuensi plasma (fp). Sebaliknya, gelombang elektromagnet akan dipantulkan
oleh plasma jika frekuensi plasma (fg) lebih tinggi ketimbang frekuensi
gelombang itu. Ketika jari telunjuk didekatkan terjadi perubahan warna biru, ungu yang terdapat
pada bola plasma. Hal ini terdapat gelombang elektromagnetik dengan warna biru
dan ungu.
Syarat untuk rambatan dapat dituliskan sebagai (fg fp) dan syarat untuk
pantulan (fg>fp), bergantung pada kerapatan elektron di dalam plasma.
Semakin tinggi rapat elektron, semakin tinggi pula frekuensi plasmanya. Ini
penting untuk komunikasi radio gelombang mikro ( 5 ñ 40 MHz), termasuk beberapa
frekuensi plasma ionosfer selama siang hari lebih tinggi ketimbang malam hari.
Akibatnya, frekuensi-frekuensi yang lebih tinggi (panjang gelombang lebih
pendek) akan dipantulkan oleh ionosfer selama siang hari dan berarti dapat
digunakan untuk komunikasi radio siang.
Cara yang dapat menghasilkan plasma di dalam alam dengan pemanasan tinggi
gas biasa yang dilakukan secara intensif. Setelah pemanasan tinggi gas dimulai,
maka tenaga molekul-molekul untuk melakukan tumbukan menjadi besar, sehingga
dapat memecahkan molekul menjadi atom-atom. Dengan menaikkan suhu lebih lanjut,
tumbukan antar atom-atom akan menghasilkan banyak elektron dan ion-ion. Dan,
pada suhu tertentu di mana jumlah ion-ion dan elektron-elektron menjadi lebih
besar lagi, terbentuklah plasma, Kenaikan suhu selanjutnya akan menghasilkan
ionisasi yang paling sempurna.
Oleh karena hampir seluruh alam semesta ini tersusun dari plasma, maka
banyak manfaat yang telah diperoleh, antara lain kita bisa memahami alam
semesta ini kemudian berbagai aplikasi dalam bidang plasma dalam bidang
industri rumah tangga, transportasi, dan bisnis juga telah banyak ditemukan.
Plasma digunakan untuk membuat lampu yang hemat energi, membuat piranti
semikonduktor yang nantinya bisa dimanfaatkan untuk pembuatan komputer,
televisi, dan peralatan elektronik lainnya. Plasma juga sering digunakan
sebagai alat las untuk melapisi ubin dan genteng sehingga lebih tahan panas.
Sementara di bidang transportasi, plasma banyak digunakan sebagai alat yang
berfungsi untuk melapisi permukaan mesin diesel sehingga lebih tahan panas.
Selain itu, plasma sering dimanfaatkan untuk membuat alat yang bisa mengurangi
polusi udara, biasanya alat semacam ini dipasang di dalam knalpot-knalpot
kendaraan bermotor. Sedangkan di bidang industri, plasma banyak digunakan untuk proses
pembuatan plastik, analis kimia, sterilisasi peralatan medis, pembuatan lampu
pabrik yang hemat energi, dan masih banyak lainnya (Disya, 2011).