Sebuah terobosan dari Ames Laboratory membuka peluang yang lama dicari industri: magnet permanen tanpa logam tanah jarang yang tetap kuat di kondisi ekstrem. Yang membuat langkah ini menonjol bukan hanya material baru, tetapi cara AI dipakai untuk menebaknya dengan memahami fisika.
Pendekatan ini penting karena magnet permanen dipakai di sistem yang sangat sensitif, mulai dari radar hingga jet tempur seperti F-35 Lightning II, kapal selam, dan UAV. Artinya, persoalan pasokan material tidak hanya menyangkut biaya, tetapi juga keamanan dan ketahanan rantai pasok.
AI yang bekerja bersama fisika, bukan sekadar meniru data lama
Di proyek ini, Ames memakai alur kerja AI untuk mencari kandidat magnet bebas rare earth. Modelnya tidak hanya belajar dari data historis, tetapi juga dilatih dengan fisika nyata dan perilaku elektron.
Model utama yang digunakan bernama DuctGPT. Sistem ini awalnya dirancang untuk menemukan material yang mampu bertahan di dalam pembangkit listrik fusi, tempat suhu, radiasi, dan tekanan mekanis berada di level sangat tinggi.
Keunggulan DuctGPT ada pada pendekatan berbasis fisika. Dengan cara itu, AI tidak cuma memindai pola dari arsip lama, melainkan juga memakai pemahaman ilmiah untuk merancang kandidat material baru yang belum pernah dicoba sebelumnya.
Pendekatan seperti ini memberi ruang bagi penemuan yang lebih luas. AI tidak sekadar mengutak-atik bahan yang sudah dikenal, tetapi menelusuri kemungkinan baru dari aturan dasar yang dipahami model.
Mengapa magnet bebas rare earth jadi incaran
Magnet permanen harus bisa mempertahankan magnetisasi meski berada dalam kondisi berat. Tantangan itu membuat pencarian bahan pengganti menjadi rumit, terutama jika 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 tersebut, ilmuwan Ames melapisi kristal di dalam material magnet dengan polimer. Lapisan itu mencegah kristal saling bersentuhan, karena kontak antarkristal bisa memicu hilangnya magnetisasi secara berantai.
Rantai pasok ikut jadi pertimbangan
AI dalam proyek ini juga melihat sisi praktis, bukan hanya sisi ilmiah. Model dapat memperhitungkan biaya produksi dan tingkat kesulitan mendapatkan bahan baku agar kandidat material tidak lebih sulit dicari daripada rare earth itu sendiri.
Pertimbangan itu 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.
Jika material baru ini berhasil dikembangkan secara komersial, dampaknya bisa meluas ke luar sektor pertahanan. Energi terbarukan, transportasi, dan elektronik konsumen berpotensi ikut merasakan manfaatnya.
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.