Air memiliki kemampuan unik untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan, membeku, dan bahkan mendidih. Namun, mengapa air memiliki sifat yang begitu istimewa? Air adalah zat yang sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Selama ini, air menjadi teka-teki yang rumit bagi ilmuwan. Kini, setelah penelitian selama satu dekade, para ilmuwan berhasil menemukan penyebab mendasar dari sifat unik air ini. Temuan tersebut dipublikasikan di jurnal Science Vol. 391, No. 6792 pada 26 Maret 2026.
Pengamatan Titik Kritis Cair-cair:
Tim ilmuwan yang dikepalai oleh Profesor Kyung Hwan Kim dari Departemen Kimia Pohang University of Science and Technology berhasil mengamati titik kritis cair-cair atau liquid-liquid critical point (LLCP) pada air. Fenomena ini merupakan salah satu masalah paling menantang dalam ilmu pengetahuan selama beberapa dekade. Para peneliti telah lama menduga bahwa keunikan air ini berkaitan dengan keberadaan dua bentuk cair yang berbeda. Hipotesis ini dikenal sebagai liquid-liquid critical point, yaitu kondisi di mana dua fase cair air menjadi tidak dapat dibedakan dan bersatu.
Membuktikan hipotesis tersebut bukanlah tugas yang mudah. Para ilmuwan memperkirakan bahwa jika LLCP ada, titik tersebut berada di fase superdingin dengan suhu sekitar -40°C hingga -70°C. Rentang suhu ini sering disebut sebagai "tanah tak bertuan" oleh para peneliti. Untuk menguji hipotesis ini, mereka harus mengamati air yang tetap dalam bentuk cair bahkan di bawah -40°C. Namun, pada kondisi seperti itu, air membeku terlalu cepat untuk dapat diukur dengan metode konvensional. Hal tersebut membuat pengamatan langsung hampir tidak mungkin dilakukan selama bertahun-tahun.
Memecahkan Misteri Keunikan Air dengan Teknologi "Dream Light":
Selama puluhan tahun, teori ini hanya menjadi dugaan tanpa bukti langsung. Selama satu dekade terakhir, tim peneliti terus menggali fenomena ini meskipun menghadapi berbagai tantangan eksperimental. Mereka berhasil memecahkan kebuntuan berkat penggunaan laser elektron bebas sinar-X (XFEL). Teknologi ini dijuluki "cahaya impian" karena mampu menghasilkan sinar-X yang sangat kuat dan menangkap gerakan molekul dalam waktu amat singkat, hingga sepersepuluh triliun detik.
Penelitian ini dilakukan secara bertahap. Pada 2017, tim peneliti berhasil mengamati air cair hingga suhu -45°C, memberikan bukti bahwa wilayah yang dulu dianggap tidak terjangkau ternyata dapat dieksplorasi. Kemudian, pada 2020, pendekatan eksperimental mereka disempurnakan dengan penggunaan es amorf. Penelitian tersebut memperluas pengukuran air cair hingga -70°C dan untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa pada suhu ultradingin, air dapat hadir dalam dua bentuk cair yang berbeda.
Kini, dalam penelitian terbaru, para ilmuwan akhirnya menjawab pertanyaan besar tentang keunikan air. Dalam studi ini, mereka melacak perubahan air sesuai dengan suhu dan tekanan dengan tingkat detail yang tinggi. Pengamatan ini mengungkapkan pengamatan langsung pertama dari titik kritis cair-cair (LLCP) pada suhu sekitar -60°C. Pada suhu ini, air bertransisi dari dua bentuk cair yang berbeda menjadi satu bentuk cair superkritis. Melalui pengamatan ini, tim ilmuwan berhasil mengungkap asal-usul dari perilaku air yang sangat luar biasa.
Dapat dikatakan, air mencakup dunia jenis cairan berbeda yang saling berebut dominasi. Keunikan ini memberikan konsekuensi, salah satunya adalah air mencapai kepadatan tertinggi pada suhu 4°C. Artikel ini adalah hasil kontribusi peserta magang Hub Kemnaker di detikcom.
