Nano Teknologi pada Issus Coleoptratus

Jauh sebelum manusia mulai menggunakan sistem roda gigi pada mesin, sistem yang bekerja melalui interaksi mekanik ini telah ada dalam morfologi banyak makhluk hidup. Para peneliti baru-baru ini telah menemukan bahwa terdapat sistem roda gigi pada bagian dalam sendi panggul kaki belakang pada serangga sejenis wereng bernama Issus coleoptratus yang masih berbentuk nimfa (larva). Sistem roda gigi ini kemudian hilang pada fase terakhir pengelupasan kulit (ecdysis) pada saat nimfa berubah menjadi serangga dewasa. Transformasi biomekanik seperti ini sering terjadi karena adanya perubahan hormonal.

Belalang dan makhluk lain yang serupa dapat meloncat karena kuat dan cepatnya kaki belakang mereka dalam bergerak. Namun sayangnya, karena kaki belakang belalang tidak tersambung dengan kuat pada tubuh utamanya sehingga mereka sering gemetar atau teralihkan dari target makanannya. Di sisi lain, Issus coleoptratus memiliki sistem roda gigi pada sendi kaki belakang mereka yang terletak pada tubuh utamanya. Hal ini memudahkan serangga untuk meloncat tanpa teralihkan. Selain itu, kedua kaki belakangnya bergerak dengan sudut kecepatan yang sama, keadaan inipun dimungkinkan karena adanya sistem roda gigi tersebut.

Sistem yang ada di dalam Issus coleoptratus dirancang sangat sempurna untuk menjalankan tugasnya, hal ini merupakan bukti bahwa hewan ini merupakan ciptaan maha karya bak hasil karya “Pengrajin” yang amat ahli. Setiap roda gigi nimfa memiliki panjang 350-400 µm (mikron) dan terdiri dari 10-12 gigi. Perlu diketahui bahwa satu mikron adalah seperjuta meter. Jika salah satu gigi pada roda-roda gigi tersebut ada yang rusak, maka akan diperbaiki saat proses pengelupasan kulit. Panjang gigi depan adalah 80 µm; selanjutnya gigi-gigi tersebut akan memendek secara bertahap dibanding roda gigi, hingga 30 µm. Gigi-gigi ini akan mengeras menjadi sangat kuat. Fakta bahwa gigi-gigi ini tidak kekurangan ketebalannya karena gesekan atau abrasi sangatlah menakjubkan. Bahkan, bentuk roda gigi pada kaki belakang nimfa bersifat asimetrik ketika roda gigi pada mesin yang kita, manusia buat berbentuk simetrik. Roda-roda gigi ini berguna untuk gerakan mekanis yang sinkron bagi serangga.

Pembuktian menggunakan kamera berkecepatan tinggi menunjukkan bahwa kaki belakang Issus coleoptratus bergerak dengan cepat dan sinkron ketika makhluk ini meloncat. Kecepatan kedua kaki belakangnya ketika meloncat sama dengan kecepatan roda pada 33.000 RPM- atau 550 dalam satu detik. Bandingkan dengan rata-rata mobil yang memiliki kecepatan maksimal 8.000 RPM. Telah tercatat pula bahwa roda gigi selalu terhubung dengan kuat selama persiapan dan gerakan mendorong pada saat meloncat. Dalam fungsi yang sempurna ini, roda gigi berputar kurang lebih 50.000 kali per detik. Selama proses ini, kekuatan disalurkan ke semua kaki secara merata dan tanpa ada energi yang hilang. Kaki-kaki depan mulai bergerak dalam dua milidetik dan mencapai kecepatan 3.9 m/ detik. Roda gigi pada kaki belakang mulai bergerak lebih cepat (dalam satu milidetik) dan meloncat dengan kecepatan 5.5 m/detik.

Dengan kecepatan ini, Issus coleoptratus dapat terpapar pada sebuah daya sebesar 500-700 G, coba bandingkan hal ini dengan massa tubuhnya. Besaran gaya ini dapat lebih mudah dipahami ketika seseorang mengetahui bahwa gaya gravitasi pada umumnya adalah 1G; pilot dapat menahan gaya sebesar 9 G, dan pesawat terbang dapat bertahan pada 11G, tetapi dengan amat menakjubkan Issus coleopratus dapat dibuat-Nya menahan gaya 50 kali lebih besar dari sebuah pesawat.

Artikel Nano Teknologi pada Issus Coleoptratus pertama kali tampil pada Majalah Mata Air.