Studi Ungkap Rahasia Sayap Kupu-Kupu Hancurkan Tetesan Hujan yang Mematikan

KOMPAS.com - Bagi manusia terkena rintikan air hujan hanyalah gangguan kecil. Tapi tidak bagi makhluk hidup berukuran kecil, seperti kupu-kupu.

Bagi kupu-kupu, terkena tetesan air hujan membuatnya terasa seperti sedang dihantam oleh bola bowling yang jatuh dari langit. Terasa menyakitkan memang.

"(Terkena) tetesan hujan adalah peristiwa paling berbahaya bagi hewan kecil semacam ini," kata Sunghwan "Sunny" Jung, insinyur biologi dan lingkungan dari Cornell University di New York, seperti dikutip dari Science Alert, Rabu (17/6/2020).

Tak hanya bagi kupu-kupu, tetesan hujan juga bisa jadi malapetaka bagi serangga yang tengah terbang atau bagi burung yang kehangatannya berkurang saat hujan.

Jadi membatasi kontak dengan setiap tetesan air hujan adalah hal yang sangat penting bagi banyak hewan.

Meski demikian, sayap kupu-kupu memiliki struktur tersembunyi yang memungkinkan mereka untuk bertahan dari tetesan air hujan yang mematikan itu. 

Jung bersama rekannya berusaha melihat lebih dekat bagaimana hewan dan tanaman mengurangi bahaya akibat tetesan hujan tersebut, sehingga memungkinkan mereka untuk bertahan.

Penelitian juga dilakukan dengan mengamati dampak air yang jatuh ke kupu-kupu, ngengat, capung, bulu burung gannet, dan daun pohon katsura.

Peneliti menggunakan kamera kecepatan tinggi yang menangkap sekitar 5.000-20.000 frame per detik untuk mengamati pergerakkan air tersebut.

Pada studi sebelumnya, pengamatan serupa dilakukan namun dengan kecepatan yang jauh lebih rendah dari rintik hujan yang sesungguhnya. Tetesan hujan bisa mencapai kecepatan 10 meter per detik.

Tapi dalam studi baru yang telah dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, tim menurunkan air pada objek penelitian dengan kecepatan yang tinggi.

Kemudian merekam berbagai dinamika tumbukan yang terjadi antara air dengan objek, yakni pada sayap kupu-kupu.

Mereka mengamati bahwa ketika tetesan bertabrakan dengan sayap kupu-kupu, air jatuh ke tumpukun mikroskopis atau duri-duri halus yang menciptakan gelombang seperti guncangan pada air tersebut.

Sehingga tetasan air yang berukuran besar tadi terpecah, menjadi berukuran kecil dengan ketebalan yang beragam saat menyebar di atas permukaan objek.

Lapisan lilin berukuran nano yang juga berada pada permukaan sayap kupu-kupu, membantu mengusir air. Mengurangi kontak antara cairan dan permukaan hingga 70 persen, menurut peneliti.

"Dengan memiliki struktur dua tingkat ini, satu skala mikro (struktur bergelombang) dan skala nano lainnya (struktur lilin), organisme ini dapat memiliki permukaan (penolak air) yang super hidrofobik," jelas Jung

Penelitian yang memahami bagaimana duri-mikro pada sayap kupu-kupu dapat menghancurkan tetesan air hujan, membantu memberikan pengetahuan baru untuk bisa mengembangkan bahan-bahan anti air yang lebih canggih di masa mendatang.

Seperti lapisan anti air pada pakaian yang terinspirasi oleh daun teratai.

"Ada pasar besar untuk bahan dengan jenis permukaan (seperti sayap kupu-kupu) ini," kata Jung.