Mengenal Graphene, Material Terkuat di Dunia
Graphene atau dalam bahasa Indonesia disebut Grafena merupakan alotrop karbon yang berbentuk lembaran datar tipis di mana setiap atom karbon memiliki ikatan sp2 dan dikemas rapat dalam bentuk kisi kristal seperti sarang lebah. Ia dapat dilihat sebagai sebuah jaring-jaring berskala atom yang terdiri dari atom karbon beserta ikatannya. Jarak antar atom-atom karbonnya sebesar 0,142 nm.
Manusia telah mengetahui keberadaan graphene sejak tahun 1859. Bagaimanapun, graphene tidak lain adalah satu lembar atom karbon dengan lapisan dan lembaran menumpuk yang digunakan untuk membuat grafit. Hampir 150 tahun manusia menghabiskan waktu untuk mencoba mengisolasi graphene dari grafit. Hingga pada tahun 2004, kelompok riset dari Massachusetts Institute of Technology yang dipimpin oleh Andre K. Geim dan Konstantin Novoselov menemukan suatu bahan yang disebut "Graphene" (Grafena). Mereka membuat graphene menggunakan scotch tape. Bahan yang merupakan alotrop karbon ini mempunyai ketebalan hanya satu atom dan lebih kuat daripada baja serta diperkirakan sebagai bahan tertipis di dunia. Pada tahun 2010, Andre K. Geim dan Konstantin Novoselov mendapat hadiah Nobel di bidang kimia karena karyanya dalam mengembangkan grafena 2 dimensi.
Graphene yang sempurna terdiri dari sel-sel yang berbentuk heksagonal dan dua dimensi dalam perspektif elektron. Struktur dua dimensi ini bisa menghantarkan listrik dan panas dengan cepat melebihi material apapun yang pernah ditemui manusia. Ia menghantarkan listrik lebih cepat dari tembaga dan menghantarkan panas lebih baik daripada berlian.
Graphene diklaim sebagai material paling kuat di dunia. Selembar logam graphene memiliki kekuatan sekitar 300 kali lebih kuat dari baja. Selain itu, graphene juga dikenal sebagai objek tertipis dan teringan di dunia dengan ketebalan hanya satu atom. Sebuah graphene berukuran 1 meter persegi beratnya hanya 0,0077 gram, namun mampu mendukung hingga empat kilogram berat badan. Material ini dapat ditekuk, merenggang, transparan, dan tahan air. Graphene juga bisa mencegah korosi dan karat, bahkan biodegradable.
Graphene sebagai bahan dengan segudang keajaiban memiliki potensi untuk dikembangakan. Berikut penjelasan mengenai beberapa kegunaan potensial graphene:
Energi
Graphene adalah lembaran atom datar di mana elektron dapat memperbesar dengan cepat. Matriks heksagonalnya yang rapi, membuat graphene hampir tidak memiliki hambatan sehingga menjadikannya konduktor listrik terbaik yang pernah ditemukan. Faktanya, superkapasitor graphene akan memakan waktu sekitar 5 detik untuk mengisi daya ponsel. Selain itu, graphene juga akan merevolusi energi matahari. Bahan yang luar biasa ini dapat digunakan untuk membuat sel surya yang lebih kuat dan lebih baik bahkan lebih mudah dan lebih murah untuk diproduksi daripada silikon yang kita gunakan saat ini. Graphene juga dapat digunakan untuk membuat microchip. Microchip graphene ini akan berfungsi pada frekuensi 10 kali lipat dari silikon. Persoalan kelebihan panas pada komputer juga bisa teratasi dengan ini.
Memurnikan air
Graphene bersifat hidrofobik yang dapat menempel pada bahan lain. Ia membiarkan air melewatinya ketika pori-pori mikro dibuat di dalamnya. Sifat graphene ini dapat digunakan untuk memurnikan air yang terkontaminasi dan juga dapat berguna dalam metode ‘hydraulic fracking’. Grafena oksida bahkan telah diketahui dapat memisahkan bahan radioaktif dari air. Tugas berbahaya dan berisiko seperti membersihkan tumpahan minyak dapat diselesaikan dengan lebih mudah dengan nanoteknologi graphene. Dengan permasalahan air minum yang semakin hari semakin langka, salah satu solusi yang mungkin adalah desalinisasi air laut. Graphene akan mempercepat proses ini menjadi 2-3 kali lebih cepat daripada teknologi desalinisasi komersial yang digunakan saat ini.
Kendaraan
Mobil juga akan berkembang dengan pesat jika menggunakan nanoteknologi graphene. Menjadi bahan terkuat dan paling lentur di bumi, semua mobil dapat dibuat dari graphene. Bayangkan betapa ringannya mobil dan pesawat jet yang bisa bergerak dengan energi matahari dari permukaan kendaraan itu sendiri. Kendaraan juga bisa diisi ulang dengan superkapasitor graphene. Mobil listrik pun dapat diisi daya di mana saja dalam hitungan detik. Hal ini akan menimbulkan dampak positif yaitu seluruh proses akan sepenuhnya ramah lingkungan.
Pengobatan
Graphene dapat digunakan dalam pembangunan biosensor yang dapat mendeteksi penyakit genetik seperti penyakit parkinson. Penyakit parkinson sendiri merupakan penyakit pada sistem saraf yang mengganggu kemampuan tubuh dalam mengontrol gerakan dan keseimbangan. Ketipisan graphene dan fakta bahwa pada dasarnya hanya karbon, graphene juga dapat digunakan untuk rekayasa jaringan. Hal ini juga akan mengubah masa depan prostetik.
Elektronik
Graphene adalah kemajuan baru yang sangat dinanti dalam industri elektronik. Layar sentuh membutuhkan konduktor sensitif untuk dapat mendeteksi sentuhan. Jadi, tidak hanya dapat menggantikan microchip silikon dan baterai di perangkat elektronik, tetapi juga dapat menggantikan bodi eksternal. Selain itu, graphene juga dapat membuat perangkat ini transparan, tipis, tidak dapat dipecahkan, fleksibel, tahan air, dan dapat didaur ulang. Belum lagi, secara bersamaan dapat menghasilkan energi dari surya untuk mengisi daya ponsel. Graphene juga akan berdampak pada industri speaker. Diafragma yang terbuat dari satu lembar graphene mampu mencapai kualitas suara yang sama dengan yang dihasilkan oleh Sennheiser termahal.
Salah satu tantangan penting yang dihadapi terkait graphene adalah cara material itu dikembangkan. Sebab, graphene diisolasi menggunakan teknik scotch tape yang diisolasi dari grafit pada batang pensil menggunakan teknik yang rumit dan kompleks menggunakan selotip. Dengan teknik seperti itu, kuantitas yang bisa dihasilkan masih sedikit sehingga masih terus dicari teknik yang tepat untuk mengembangkannya. Tantangan lain, graphene adalah material yang mengandung selapis atom sehingga sifatnya sangat retan dan perlu perlakuan khusus agar tidak merusak formulanya.
Sumber:
https://id.wikipedia.org/wiki/Grafena
https://www.ikons.id/mengenal-graphene-dan-manfaatnya/
https://www.metrotvnews.com/play/kM6CQP2P-metropedia-graphene-material-terkuat-dan-tertipis-di-dunia
https://www.alodokter.com/penyakit-parkinson
https://id.eferrit.com/mengapa-graphene-penting/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.