Rancang Bangun Materi

Berikan spesifikasinya dari objek, maka rancang bangun objek itu dapat dibuatkan. Inilah ranah dari kegiatan rekayasa modern. Berikan jumlah penumpang, bobot maksimum bagasi, jelajah maksimum yang diinginkan, dan sebagainya maka dapat dibuat rancang bangun dari pesawat terbang yang memenuhi keinginan itu. Bisakah hal seperti ini diterapkan pada materi? Misal, diinginkan materi yang mempunyai celah pita (bandgap) tertentu, juga biokompatible, punya energi adsorbsi terhadap kolesterol tertentu dan bersifat konduktif, dan sebagainya sehingga dapat digunakan sebagai sensor serta sekaligus penjebak kolesterol di dalam tubuh. Di samping itu diketahui pula ada lebih dari seratus unser elementer seperti yang tertera dalam tabel periodik. Dapatkah dirancang suatu kombinasi dari unsur elementer agar diperoleh suatu materi yang memenuhi keinginan seperti itu? Kombinasi unsur elementer tentu amat banyak apalagi jika faktor struktur juga dilibatkan maka praktis secara matematis jumlah kombinasi itu praktis menjadi tak hingga. Diperlukan sebuah usaha sistematis agar dapat ditemukan kombinasi yang dapat menghasilkan karakteristik sebagaimana yang diinginkan. Sayangnya hingga saat ini belum diketahui metodologi agar dapat dirancang suatu materi sesuai dengan spesifikasi yang diberikan. Persoalan ini dapat dikatagorikan sebagai suatu inverse problem. Sedangkan problema sebaliknya dapat diselesaikan dengan baik, yaitu jika diketahui struktur materi maka praktis dapat turunkan atau ditentukan karakteristiknya. Mekanika kuantum, fisika zat padat, termodinamika statistik dapat membantu untuk tujuan ini. Inverse problemnya masih menjadi tantangan yang serius hingga saat ini. Entah kapan problema seperti ini dapat diselesaikan; yang jelas jika hal ini dapat diselesaikan maka manfaatnya akan sangat luar biasa bagi peradaban manusia (mungkin termasuk bahayanya).