Oleh Pesach Benson • 9 November 2026
Yerusalem, 9 November 2026 (TPS-IL) — Sebuah kolaborasi ilmiah Israel-India telah mengungkap hubungan yang sebelumnya tidak diketahui antara gerakan mekanis dan listrik, yang menunjukkan bahwa rotasi sebuah molekul tunggal dapat meningkatkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik hingga sebanyak 100 kali lipat.
Penelitian ini terinspirasi oleh sekrup Archimedes, mekanisme kuno yang terdiri dari bilah spiral yang melilit pada poros pusat. Diciptakan lebih dari 2.000 tahun yang lalu untuk mengangkat air, alat ini masih digunakan di sejumlah pembangkit listrik tenaga air. Para peneliti kini telah menunjukkan versi skala molekuler dari prinsip ini, di mana molekul berbentuk spiral berputar dan, dengan berbuat demikian, menjadi konduktor listrik yang lebih baik.
Meskipun penemuan ini belum mengarah pada aplikasi komersial langsung, temuan ini dapat membuka kemungkinan baru untuk merancang perangkat elektronik skala molekuler di mana gerakan mekanis membantu mengatur aliran listrik.
Para peneliti di Weizmann Institute of Science Israel dan mitra internasional mereka menemukan bahwa arus listrik dapat membuat molekul berbentuk spiral berputar, sementara rotasi itu sendiri mempermudah elektron untuk melewatinya. Ketika molekul tersebut beralih dari gerakan terputus-putus ke rotasi kontinu, arus listrik yang melewatinya dapat meningkat hingga sebanyak 100 kali lipat.
Penelitian yang diterbitkan pada hari Senin di jurnal peer-reviewed *Nature* ini dipimpin oleh Dr. Anil Kumar Singh, seorang peneliti India yang melakukan eksperimen sebagai peneliti pascadoktoral di laboratorium Prof. Oren Tal di Weizmann Institute. Singh kini menjadi anggota fakultas di Indian Institute of Technology Madras.
Kolaborasi internasional tersebut juga melibatkan para peneliti dari Universitas Augsburg di Jerman, Universitas Kopenhagen di Denmark, dan Universitas Sains dan Teknologi Huazhong di Tiongkok.
Molekul yang Berputar
Tim tersebut, yang disupervisi oleh Tal dari Departemen Fisika Kimia dan Biologi Weizmann Institute, menempatkan sebuah molekul berbentuk spiral tunggal di antara dua elektroda emas dalam kondisi laboratorium yang sangat dingin, pada suhu mendekati nol mutlak.
Ketika para peneliti menerapkan tegangan listrik, mereka mengamati fluktuasi berulang pada arus yang melewati molekul tersebut. Pola tersebut menunjukkan bahwa molekul itu berputar ke satu arah. Membalikkan arah arus membalikkan pola tersebut, yang menunjukkan bahwa molekul itu berputar ke arah yang berlawanan.
Para peneliti kemudian menaikkan tegangan dan mengamati perubahan dramatis. Begitu melewati ambang batas tertentu, arus yang melalui molekul melonjak hingga 100 kali lipat.
Perhitungan menunjukkan bahwa peningkatan ini terjadi ketika molekul beralih dari gerakan yang terfragmentasi, tersendat-sendat (berhenti dan mulai), ke rotasi kontinu. Gerakan yang lebih mulus memungkinkan elektron melewatinya dengan lebih mudah, menjadikan molekul tersebut konduktor listrik yang jauh lebih baik.
“Temuan ini menyajikan prinsip operasi baru untuk mesin molekuler: arus listrik menggerakkan molekul, sementara rotasinya meningkatkan konduktivitas listrik, sehingga pada tegangan yang sama arus yang lebih besar dapat melewatinya,” kata Tal.
Tim tersebut juga menemukan bahwa ambang batas tegangan yang memicu peningkatan arus dapat disesuaikan dengan mengubah bentuk molekul.
“Selain itu, kami menemukan bahwa adalah mungkin untuk mengendalikan ambang batas saat peningkatan arus dimulai dengan meregangkan atau menekan molekul tersebut, mirip dengan mengubah sudut bilah turbin,” ujar Tal.
Untuk mencapai hal ini, para peneliti menyesuaikan jarak antara elektroda emas dalam kelipatan peningkatan kurang dari 0,1 nanometer (sepersepuluh dari satu per miliar meter), meregangkan atau mengompresi molekul yang ditempatkan di antara keduanya.
Temuan ini pada akhirnya dapat berkontribusi pada pengembangan sakelar elektronik skala molekuler, sensor bersensitivitas tinggi, dan mesin molekuler yang memadukan gerakan mekanis dengan kendali listrik. Karena konduktivitas molekul tersebut merespons rotasinya, dan tegangan yang memicu perubahan dapat disesuaikan dengan meregangkan atau menekannya, prinsip ini dapat membantu para insinyur mengembangkan komponen-komponen kecil yang mampu menerjemahkan perubahan mekanis yang sangat kecil menjadi sinyal listrik.
