Lidah buaya selama ini dikenal sebagai tanaman yang bermanfaat untuk kesehatan kulit, penyembuhan luka, serta bahan alami dalam berbagai produk kosmetik. Hampir setiap orang pernah melihat atau menggunakan tanaman ini untuk mengatasi kulit yang terbakar sinar matahari, iritasi ringan, atau sekadar menjaga kelembapan kulit. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa lidah buaya ternyata juga memiliki peran yang sangat berbeda dari yang selama ini dikenal masyarakat. Para ilmuwan berhasil memanfaatkan ekstrak lidah buaya untuk membantu menghasilkan nanopartikel berteknologi tinggi yang berpotensi melindungi mata manusia, kamera, sensor optik, hingga berbagai perangkat elektronik dari paparan sinar laser berenergi tinggi. Temuan ini menunjukkan bahwa tanaman sederhana yang tumbuh subur di daerah tropis dapat berkontribusi pada pengembangan teknologi fotonik modern yang lebih aman sekaligus lebih ramah lingkungan.
Penelitian yang dipublikasikan pada tahun 2026 dalam jurnal Materials Research Bulletin mengembangkan nanopartikel seng galat atau ZnGa₂O₄ yang diperkaya dengan berbagai ion tanah jarang, yaitu europium, terbium, samarium, erbium, dan disprosium. Proses pembuatannya menggunakan metode sintesis hijau berbantuan ekstrak lidah buaya. Setelah material berhasil dibuat, para peneliti mengevaluasi struktur kristalnya, bentuk partikelnya, sifat optiknya, serta kemampuannya dalam menyerap cahaya laser berintensitas tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanopartikel tersebut memiliki karakteristik yang sangat menjanjikan untuk aplikasi pelindung laser dan berbagai perangkat fotonik masa depan.
Baca juga artikel tentang: Merkurius: Planet Di Tata Surya yang Seharusnya Tidak Ada
Laser saat ini telah menjadi bagian penting dari kehidupan modern. Banyak orang mengenal laser hanya sebagai penunjuk presentasi atau alat pemindai kode batang di kasir. Padahal, teknologi laser memiliki peran yang jauh lebih luas. Rumah sakit menggunakan laser untuk operasi mata, operasi kulit, dan berbagai prosedur medis lainnya. Industri memanfaatkan laser untuk memotong logam dengan tingkat presisi yang sangat tinggi. Teknologi komunikasi menggunakan laser untuk mengirimkan data melalui kabel serat optik. Para ilmuwan memakai laser untuk berbagai penelitian, sedangkan sektor pertahanan memanfaatkannya pada sistem navigasi, pengintaian, dan komunikasi.
Di balik berbagai manfaat tersebut, sinar laser juga memiliki risiko apabila intensitasnya terlalu tinggi. Cahaya laser memiliki energi yang sangat terkonsentrasi sehingga mampu merusak sensor kamera, alat ukur optik, bahkan retina mata manusia hanya dalam waktu yang sangat singkat. Karena itu, para ilmuwan terus mencari material yang mampu memberikan perlindungan otomatis ketika laser berintensitas tinggi mengenai suatu perangkat.
Konsep perlindungan tersebut dikenal sebagai optical limiting. Prinsip kerjanya cukup menarik. Material akan tetap transparan ketika menerima cahaya biasa sehingga pengguna masih dapat melihat atau sensor masih dapat bekerja secara normal. Namun, ketika intensitas cahaya meningkat secara drastis seperti pada sinar laser, material akan secara otomatis menyerap lebih banyak energi sehingga jumlah cahaya yang diteruskan menjadi jauh lebih kecil. Dengan cara ini, mata atau sensor yang berada di belakang material dapat terlindungi dari kerusakan.
Untuk menghasilkan material seperti itu, para peneliti memilih seng galat sebagai bahan utama. Seng galat merupakan material keramik yang memiliki stabilitas termal tinggi, struktur kristal yang stabil, serta sifat optik yang sangat baik. Material ini telah lama diteliti untuk berbagai aplikasi seperti fosfor, sensor, perangkat optoelektronik, hingga material fotonik.
Agar performanya semakin meningkat, para ilmuwan menambahkan ion tanah jarang ke dalam struktur seng galat. Unsur tanah jarang yang digunakan meliputi europium, terbium, samarium, erbium, dan disprosium. Masing masing unsur memiliki konfigurasi elektron yang berbeda sehingga mampu mengubah cara material menyerap maupun memancarkan cahaya. Teknik penambahan unsur tersebut dikenal sebagai doping. Dalam ilmu material, doping merupakan salah satu cara paling efektif untuk meningkatkan sifat suatu material tanpa mengubah struktur dasarnya.
Hal yang membuat penelitian ini semakin menarik adalah penggunaan ekstrak lidah buaya sebagai bagian dari proses sintesis. Gel lidah buaya mengandung berbagai senyawa organik alami seperti polisakarida, flavonoid, asam organik, dan senyawa fenolik. Selama proses pembakaran, senyawa tersebut membantu terbentuknya nanopartikel sekaligus mengurangi kebutuhan bahan kimia sintetis. Pendekatan seperti ini dikenal sebagai sintesis hijau karena menghasilkan proses yang lebih ramah lingkungan dibandingkan metode konvensional.
Penggunaan bahan alami dalam sintesis nanopartikel menjadi salah satu tren penting dalam dunia nanoteknologi. Selain mengurangi limbah kimia, metode ini juga sering menghasilkan partikel dengan ukuran yang lebih seragam sehingga sifat material menjadi lebih baik. Dengan demikian, lidah buaya tidak hanya berfungsi sebagai tanaman obat, tetapi juga sebagai bahan pendukung dalam pengembangan material berteknologi tinggi.
Setelah nanopartikel berhasil dibuat, para peneliti melakukan berbagai pengujian menggunakan difraksi sinar X. Hasil analisis menunjukkan bahwa seluruh sampel membentuk struktur kristal kubik spinel yang stabil tanpa adanya fase pengotor. Struktur kristal yang baik sangat penting karena akan menentukan performa optik material ketika digunakan dalam berbagai perangkat.
Pengamatan menggunakan mikroskop elektron juga memperlihatkan bahwa partikel memiliki ukuran nano yang relatif seragam. Ukuran yang sangat kecil memberikan luas permukaan yang besar sehingga interaksi antara cahaya dan material menjadi lebih efektif. Karakteristik inilah yang menjadi salah satu alasan mengapa nanomaterial sering menunjukkan performa lebih baik dibandingkan material berukuran biasa.
Para peneliti kemudian mempelajari sifat optik nanopartikel menggunakan spektroskopi ultraviolet dan cahaya tampak. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa material memiliki nilai band gap sekitar tiga elektron volt. Nilai tersebut sedikit berubah setelah penambahan ion tanah jarang. Walaupun perubahan itu tidak terlalu besar, perubahan tersebut cukup untuk memengaruhi perilaku elektron sehingga kemampuan material dalam berinteraksi dengan cahaya menjadi lebih baik.
Pengujian utama dilakukan menggunakan teknik yang disebut Z scan. Teknik ini memungkinkan para ilmuwan mengetahui bagaimana suatu material merespons cahaya laser yang sangat kuat. Ketika sinar laser diarahkan ke nanopartikel, material menunjukkan perilaku yang disebut penyerapan nonlinier. Artinya, semakin tinggi intensitas cahaya yang datang, semakin besar pula kemampuan material menyerap energi tersebut.
Fenomena ini sangat penting karena menjadi dasar kemampuan optical limiting. Material secara otomatis meningkatkan perlindungan ketika menerima cahaya yang semakin kuat. Dengan kata lain, nanopartikel ini bertindak seperti perisai pintar yang hanya aktif ketika benar benar diperlukan.
Para peneliti menemukan bahwa proses penyerapan cahaya terjadi melalui dua mekanisme utama. Mekanisme pertama adalah penyerapan dua foton secara bersamaan. Mekanisme kedua melibatkan penyerapan cahaya oleh elektron yang telah berada pada keadaan tereksitasi. Kombinasi kedua proses tersebut membuat nanopartikel mampu mengurangi intensitas sinar laser secara efektif sebelum mencapai sensor atau mata manusia.
Dari seluruh variasi unsur yang diuji, nanopartikel yang mengandung ion samarium memberikan performa terbaik. Material ini menunjukkan kemampuan penyerapan nonlinier paling tinggi sekaligus memiliki ambang optical limiting paling rendah. Artinya, perlindungan terhadap cahaya laser mulai bekerja pada intensitas yang lebih rendah sehingga risiko kerusakan akibat laser dapat dikurangi lebih cepat.
Kemampuan tersebut membuka peluang aplikasi yang sangat luas. Material ini berpotensi digunakan sebagai lapisan pelindung pada kamera ilmiah, sensor optik, teleskop, sistem komunikasi berbasis cahaya, alat ukur industri, hingga kacamata pelindung bagi tenaga medis, teknisi laboratorium, maupun operator industri yang bekerja menggunakan laser. Di bidang pertahanan, material seperti ini juga dapat melindungi sensor pengintai dari paparan laser yang disengaja untuk mengganggu sistem optik.
Selain memiliki kemampuan optik yang sangat baik, nanopartikel ini juga menunjukkan kestabilan termal yang tinggi. Sifat tersebut sangat penting karena perangkat pelindung laser sering bekerja pada kondisi energi tinggi yang menghasilkan panas. Material yang stabil akan memiliki umur pakai lebih panjang dan mampu mempertahankan performanya meskipun digunakan berulang kali.
Walaupun hasil penelitian ini sangat menjanjikan, seluruh pengujian masih dilakukan pada tingkat laboratorium. Para peneliti belum mengembangkan produk komersial seperti filter laser atau kacamata pelindung berbasis material tersebut. Penelitian lanjutan masih diperlukan untuk menguji proses produksi dalam skala besar, biaya manufaktur, ketahanan jangka panjang, serta performanya ketika dipasang pada perangkat yang digunakan sehari hari.
Penelitian ini menunjukkan bahwa lidah buaya memiliki potensi yang jauh lebih luas daripada sekadar tanaman obat. Melalui pendekatan sintesis hijau, tanaman ini membantu menghasilkan nanopartikel berteknologi tinggi yang mampu melindungi mata, sensor, dan berbagai perangkat optik dari paparan sinar laser berenergi tinggi. Jika penelitian lanjutan berhasil membawa teknologi ini menuju tahap komersial, lidah buaya dapat menjadi bagian penting dalam pengembangan material pelindung generasi baru yang lebih aman, lebih efisien, dan lebih ramah lingkungan.
Baca juga artikel tentang: AI yang Terlihat Pintar Tapi Bisa Keliru, Ini Penjelasan Ilmiahnya
REFERENSI:
Manjunatha, HC dkk. 2026. Photonic and laser protection potential of rare-earth ions (Eu3+, Tb3+, Sm3+, Er3+, Dy3+) doped ZnGa2O4 nanoparticles synthesized via aloe vera combustion route. Materials Research Bulletin, 114018.
