Sebuah terobosan baru dari Ames Laboratory memberi harapan pada magnet permanen tanpa logam tanah jarang. Intinya bukan sekadar menemukan bahan pengganti, tetapi memakai AI yang memahami fisika untuk menebak material baru yang tetap kuat di kondisi ekstrem.
Langkah ini penting karena magnet permanen dipakai di banyak sistem kritis. Teknologi itu muncul di radar, jet tempur seperti F-35 Lightning II, kapal selam, dan UAV, sehingga pasokan materialnya menyentuh isu keamanan dan biaya sekaligus.
AI yang tidak hanya belajar dari data lama
Pendekatan Ames memakai alur kerja AI untuk menemukan magnet bebas rare earth. Modelnya dilatih dengan fisika nyata dan perilaku elektron, bukan hanya menelan data historis.
Model utama yang dipakai bernama DuctGPT. Sistem ini awalnya dirancang untuk mencari material yang mampu bertahan di dalam pembangkit listrik fusi, tempat suhu, radiasi, dan tekanan mekanis sangat tinggi.
Keunggulan DuctGPT ada pada pemodelan berbasis fisika. Artinya, AI tidak hanya mencari pola dari arsip lama, tetapi juga memakai pemahaman ilmiah untuk merancang kandidat material baru.
Pendekatan seperti ini memberi ruang bagi AI untuk mencari bahan yang benar-benar baru. AI tidak sekadar mengutak-atik material yang sudah dikenal, melainkan menelusuri kemungkinan dari aturan dasar yang dipahami model.
Mengapa magnet bebas rare earth diburu
Magnet permanen harus mampu mempertahankan magnetisasi bahkan saat kondisi berat. Tantangan itu membuat pencarian bahan pengganti menjadi rumit, terutama ketika material harus tetap stabil pada suhu tinggi.
Ames sebelumnya juga meneliti solusi lain untuk masalah serupa. Pada April tahun lalu, laboratorium itu mengumumkan magnet bebas rare earth dari kombinasi bismut dan mangan untuk motor magnet permanen.
Dalam proyek itu, ilmuwan Ames melapisi kristal di dalam material magnet dengan polimer. Lapisan ini mencegah kristal saling bersentuhan, karena kontak antar kristal bisa memicu hilangnya magnetisasi secara berantai.
Bukan hanya soal sains, tetapi juga rantai pasok
AI di proyek ini juga mempertimbangkan sisi praktis. Model dapat memperhitungkan biaya produksi dan tingkat kesulitan mendapatkan bahan baku, supaya kandidat material tidak lebih sulit dicari daripada rare earth itu sendiri.
Pendekatan tersebut relevan di Amerika Serikat karena rantai pasok rare earth masih sangat terbatas. Saat ini, AS hanya memiliki satu tambang rare earth di Mountain Pass, California, dan lebih dari 95% mineral yang ditambang di sana diekspor ke Asia untuk dimurnikan.
Ames National Laboratory adalah laboratorium nasional milik Departemen Energi AS. Proyek ini menjadi bagian dari Genesis Mission, yang memakai sumber daya pemerintah bersama akademisi untuk mendorong terobosan di energi, sains penemuan, dan keamanan nasional.
Bagi industri, dampaknya bisa meluas di luar pertahanan. Jika material baru ini berhasil dikembangkan secara komersial, pengaruhnya dapat menjangkau energi terbarukan, transportasi, dan elektronik konsumen.
Di sisi teknik, hasil seperti ini juga bisa memperluas pilihan material bagi para insinyur. Dengan lebih banyak kandidat yang tahan panas, tahan stres, dan tetap layak diproduksi, ruang desain untuk teknologi generasi berikutnya ikut terbuka lebih lebar.
