Material Ajaib Graphene


Di masa depan diharapkan dapat ditemukan rangkaian terapan baru, misalnya komputer dengan
kinerja lebih cepat, layar sentuh yang dapat digulung atau juga material komposit yang lebih tahan
banting. Dua peneliti Institut untuk Mikroelektronika Universitas Manchester, Inggris, Andre
Geim yang berkewargaan Belanda dan Konstantin Novoselov yang berkewargaan ganda Rusia
dan Inggris dianugerahi Nobel Fisika. Keduanya terpilih sebagai penerima hadiah paling
bergengsi dalam bidang fisika tahun 2010 untuk hasil penelitiannya dalam mengisolasi graphene
dari unsur graphit atau karbon. Melalui ini dapat direkayasa jejaring unsur karbon berukuran
setebal satu atom. Material ini memiliki sifat elektrisitas dan mekanis amat istimewa.

Menghantar Listrik Seperti Tembaga

Andre Geim mengungkapkan, ia memperoleh gagasan penelitian graphene lewat sebuah coretan
pensil. Seperti diketahui, bagian inti pensil terbuat dari graphit atau arang yang dalam bahasa
kimia disebut unsur karbon. Sesorang yang menulis menggunakan pensil bisa saja suatu ketika
hanya menorehkan satu lapisan atom di atas kertas, itulah yang disebut graphene. Geim dan
Novoselov mengisolasi graphene dari graphit yang dicoterkan terus menerus ke atas sebuah
selotip transparan. Dengan begitu ditemukan terobosan ilmiah. Demikian Geim menyederhanakan
gagasan awal risetnya.

Namun kita harus membayangkan, bahwa satu milimeter unsur graphit mengandung sekitar tiga
juta lapisan graphene, yang menumpuk satu di atas lainnya dengan ikatan yang lemah. Atom
graphene bersifat transparan dan sangat rapat, sehingga tidak ada atom gas yang paling kecil
sekalipun dapat menembusnya. Juga konduktivitas listriknya amat bagus sama seperti unsur
tembaga. Inilah terobosan terbesar yang dinilai oleh Komite Nobel, sehingga kedua ilmuwan itu
terpilih sebagai peraih hadiah Nobel fisika 2010.

Komputer Masa Depan

Eksperimen menggunakan graphene, dapat mengarah pada pengembangan material baru dan
produk elektronik inovatif paling mutakhir. Material graphene memiliki sifat khusus. Ini adalah
kristal besar yang amat kuat, sekitar 100 kali lebih kuat dari baja. Dan juga sangat elastis sehingga
dapat memuai lebih dari 20 persen. Anggota Akademi Nobel, Ingmar Lundstrom memaparkan
keunggulan graphene.“Jika kita membuat semacam tikar dari graphene, sebesar satu meter
persegi, kita dapat menempatkan seekor kucing seberat empat kilogram, walaupun tikarnya hanya
setebal satu atom dan bobotnya hanya satu miligram. Sama seperti bobot selembar bulu mata
kucingnya.“

Dengan memandang pada sifat-sifat materialnya, visi mengenai komputer yang dapat digulung
mungkin dapat diwujudkan dalam waktu dekat ini. Para peneliti di Korea Selatan sudah berhasil
membuat semacam monitor cukup besar dari graphene. Jadi secara teoritis, paling tidak para
ilmuwan dan peneliti dapat mengatakan, suatu hari nanti kita akan dapat membuat telefon seluler
yang dapat digulung menjadi sebesar pensil.

Pada intinya anggota Akademi Nobel membayangkan, graphene akan mengubah gaya dan cara
hidup manusia, seperti dahulu ketika plastik ditemukan untuk pertama kalinya. Memang Geim
maupun Novoselov menyatakan, saat ini belum dapat menegaskan penggunaan unsur graphene
secara gamblang. Namun dari berbagai penelitian sifat-sifat unik dan keunggulan atom karbon
dua dimensi itu, Konstantin Novoselov menyatakan optimis dapat mengembangkan banyak

kegunaan dari graphene. “Anda tidak dapat melihat perubahannya dalam semalam. Tapi saya
meyakini, dalam waktu beberapa tahun akan semakin banyak pemanfaatan material ini di pasaran.
Dan karena sifat-sifat unik material ini kita dapat meramalkan, bahwa di masa depan terdapat
banyak sekali pemanfaatannya di bidang elektronik, di bidang material komposit serta di dalam
riset.“

Masih Perlu Beberapa Tahun untuk Penyempurnaan

Novoselov menyebutkan, graphene memiliki keunggulan meneruskan aliran listrik lebih bagus
ketimbang semi konduktor semacam Silikon. Elektron penerus aliran listrik dalam jejaring atom
yang sempurna, dapat saling bergerak hingga satu mikrometer tanpa saling bertabrakan. Dengan
itu kecepatan meneruskan sinyal listrik dapat mencapai kecepatan hingga seribu kilometer per
detik. Berdasarkan penemuan ini, diharapkan dapat dibuat transistor berbahan dasar graphene,
yang dapat mengolah sinyal listrik dengan frekuensi ekstrim tinggi. Diakui masih diperlukan
waktu beberapa tahun lagi untuk menciptakan rangkaian transistor graphene yang keunggulannya
melebihi transistor silikon. Atau dalam terapannya, memproduksi komputer, handphone, monitor
atau peralatan elektronik hiburan yang lebih cepat, jernih dan lentur masih harus menunggu
beberapa tahun lagi. Salah satu kendala yang masih dihadapi saat ini adalah, belum ditemukannya
proses yang efisien untuk memproduksi graphene yang tanpa cacat.

Dewasa ini para peneliti material juga berharap dapat memetik keuntungan dari sifat unik
graphene. Misalnya saja plastik yang bersifat isolator dapat direkayasa menjadi semi konduktor
atau konduktor jika dalam proses produksinya dicampurkan satu persen graphene. Atau juga
dalam bidang otomotif, campuran unsur graphene pada karosesri mobil dapat meningkatkan
stabilitas terhadap beban dan panas.

Belum lama ini para peneliti juga mengembangkan sensor yang lebih peka memanfaatkan
graphene. Sensor baru itu dapat melakukan registrasi cepat unsur beracun dalam kadar amat kecil
sekalipun. Karena molekulnya tidak bisa lolos dari jejaring atom graphene dan dengan cepat
sensornya menala, ketika molekul asing terperangkap jejaring molekul graphene.

Digg This
Reddit This
Stumble Now!
Buzz This
Vote on DZone
Share on Facebook
Bookmark this on Delicious
Kick It on DotNetKicks.com
Shout it
Share on LinkedIn
Bookmark this on Technorati
Post on Twitter
Google Buzz (aka. Google Reader)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *