Melihat suatu warna di alam adalah satu hal. Mereproduksi warna secara artifisial merupakan tantangan yang sama sekali berbeda—tantangan yang memiliki taruhan tinggi yang tak terduga.
Hampir segala sesuatu buatan manusia memiliki warna tertentu berkat pigmen buatan, yaitu senyawa kimia yang tampak dalam warna spesifik. Tantangan berkelanjutannya adalah, ikatan kimiawi secara alami memudar, dan begitu pula warnanya. Ini mungkin bukan masalah untuk kebanyakan tugas melukis, namun untuk produk berkualitas tinggi seperti Ferrari, mencegah hilangnya warna ini bisa menjadi sangat mahal.
Lalu ada warna merah, yang, karena alasan struktural, umumnya sulit dicapai dalam kimia. Untuk tujuan praktis, oleh karena itu, warna yang paling sulit dibuat secara buatan adalah nuansa merah yang cemerlang dan tahan lama—yang mampu bertahan menghadapi waktu dan kekuatan alam. Maka, terciptalah konsep “merah sempurna”.
Sebuah artikel New Scientist baru-baru ini mengulas Mas Subramanian, seorang ilmuwan material di Universitas Oregon yang menemukan jenis biru buatan baru. Kini, Subramanian berusaha mencapai merah sempurna. Profil ini, yang sangat saya anjurkan untuk dibaca, membawa perhatian baru pada kimia pigmen—bidang penelitian yang, meski pentingnya melintasi berbagai industri, tetap anehnya penuh misteri.
Sebagai gambaran, “banyak perusahaan” dilaporkan mengatakan kepada Subramanian bahwa memecahkan kode untuk pigmen merah sempurna akan menjadikannya seorang miliader. Memang, dalam kimia pigmen, tidak semua warna diciptakan setara—dan alasannya bermuara pada sains yang mudah terlewatkan, namun sangat menarik.
Kimia dari Rona
Warna muncul dari cara cahaya berinteraksi dengan elektron di dalam molekul. Saat cahaya menyentuh molekul, ia memberi tenaga pada elektron, membuatnya bergerak naik ke tingkat energi yang lebih tinggi. Namun transisi ini bergantung pada struktur fisik molekul, karena geometri ini mengatur panjang gelombang cahaya mana yang diserap dan dipantulkan.
Oleh sebab itu, dalam kimia pigmen, menemukan elemen yang tepat tidak sepenting mengidentifikasi susunan mana yang memancarkan warna yang diinginkan. Contohnya, yang memberi zamrud dan rubi warna hijau dan merahnya masing-masing adalah elemen yang sama, kromium, hanya dengan susunan atom yang berbeda.
Secara historis, warna “ditemukan” lebih organik, saat seniman kuno menemukan resep warna yang menggabungkan mineral, lemak hewani, dan lain-lain, untuk menciptakan cat dan tinta. Salah satu contoh terkenal adalah biru Mesir, yang diproduksi oleh bangsa Mesir kuno menggunakan pasir, natrium karbonat, serta serpihan tembaga atau perunggu.
Trik Warna Seorang Ahli Kimia
Sebuah gambar YInMn Blue yang disintesis di laboratorium. © Mas Subramanian via Wikimedia Commons
Pencapaian Subramanian yang terkenal adalah penemuan “YInMn Blue,” yang sedekat mungkin dengan biru “sempurna” (kode heksa #0000ff). Yang menarik, struktur pigmen ini—sebuah piramida ganda yang terdistorsi—sengaja dibuat asimetris, yang mengurangi aturan kuantum yang melarang elektron melompat di antara tingkat energi tertentu.
Penemuan ini memiliki aplikasi praktis yang sangat besar. Laurie Pressman, wakil presiden Pantone Color Institute, mengatakan kepada Bloomberg bahwa kimia yang tepat memungkinkan produsen untuk “menciptakan warna biru pada beludru, sutra, katun, rayon, atau kertas berlapis.”
“Ini bukan hanya soal warnanya,” tambah Pressman. “Tapi komposisi kimia dari warna tersebut. Dan bisakah komposisi itu benar-benar diwujudkan dalam material yang akan saya terapkan warnanya?”
Pigmen Bernilai Miliaran Dolar
Jika Anda memiliki sedikit ketertarikan pada sejarah seni, Anda mungkin tahu bahwa merah jelas bukan warna “langka” dalam lukisan. Bahkan, lukisan tertua yang diketahui memiliki goresan merah. Namun tak satu pun dari ini adalah merah “sempurna”, dalam artian pigmen merah organik rapuh secara kimiawi dan terlalu mudah memudar.
Dan pada tahun 2020, NSF memberikan Subramanian hibah senilai $200.000 untuk menemukan solusinya. Sang ahli kimia belum berhasil mencapainya, meski dia dan timnya dikabarkan telah mencapai warna “kemerah-magentaan” dan warna-warna oranye lainnya. Kepada New Scientist, Subramanian menjelaskan bahwa transisi elektron antara tingkat energi yang relevan “jarang menghasilkan warna merah bersih dan cerah.”
Timnya juga telah bereksperimen dengan penambahan semikonduktor yang juga menyerap cahaya. Tetapi Subramanian mengakui bahwa mereka masih “agak bermain dadu.”
Sebagai seseorang yang cukup memahami seni dan teori warna, saya menemukan YInMn Blue benar-benar indah. Perbedaan antara berbagai nuansa dari warna yang sama mungkin terlihat sepele, tetapi saya sungguh tidak dapat mengidentifikasi warna yang ada (dalam ranah pigmen buatan) dengan kecerahan yang sama. Tidak hanya itu, pigmen itu dimaksudkan untuk bisa digunakan dalam produk sehari-hari!
Jadi secara pribadi, saya sangat menantikan kejutan menyenangkan yang tersimpan dengan “merah sempurna.” Saya harap mereka menemukan resep atom yang tepat dalam masa hidup saya.