Mengenal nano teknologi graphene, bahan terkuat di dunia
Bahan ini adalah bahan tertipis di dunia tapi 200x lebih kuat dari baja, sambai di ilustrasikan butuh seekor gajah berdiri di atas pensil di atas lembaran ini untuk merobeknya, dan bahan ini bisa menhantarkan listrik lebih baik dari bahan tembaga, karena itu bahan ini di prediksi akan menggantikan semua teknologi di masa depan dari mulai Batarai, Baju anti peluru, sampai body pesawat, bahkan NASA berani membuat suatu projek yang cukup gila dari bahan ini, Yaitu mengangkut manusia ke angkasa menggunakan lif, apakah bahanya yang di maksud beberapa dari kalian mungkin sudah tau tapi buat yang belum tau jangan kaget kareana bahan ini ada dalam sepotong pensil yang kita gunakan untuk menulis di sekolah yaitu grafit.
Graphene bahan terkuat di bumi menurut para ilmuan sebutan dalam bahasa indonesianya sebetulnya adalah grafena tapi kita akan mengunakan istilah yang lebih umum yaitu graphene dan bahan ini ada dalam sepotong pensil mengapa... karena graphene berasal dari grafit bahan yang biasa diginakan untuk pensil, mengapa bisa jadi bahan terkuat di bumi sedangakan pensil atau grafit ternyata sangat rapuh nanti kita bahasm, yang pasti graphene sangat firal di kalangan peneliti sampai di juluki The 'Wonder Material, material yang sangat di idam-idamkan, karena semua sifat unggul di miliki olah graphene.
Jadi apa itu graphene ? , pertama ini adalah bahan tertipis di dunia, pada tahun 2010 dua orang ilmuan rusia Andre Geim dan Konstantin Novoselov mendapatkan hadiah nobel atas experimentnya ang bisa dibilang sangat sederhana yaitu hanya mengunakan solatip dan grafit, mereka menempelkan solatif pada semple grafit lalu mengupasnya berkali-kali sampai mendapatkan laposan tertipis dari grafit yang kemudian dikenal sebagai graphene, penemuan ini cukup mengejutkan dunia sains, mengapa demikian... ketika di lihat di bawah microscope elektron graphene tampak seperti sarang lebah, memiliki struktur seperti erangka kawat dengan pola heksagonal mirip seperti sarang lebah maka kalau kalian cari kata graphene dipencarian google maka semuanya akan menunjukan gambar-gambar dengan pola heksagonal.
Lalau apa yang menarik dari struktur heksagonal ini, kalau kalian pernah belajar kimia atau setidaknya pernah melihat bentuk molekul, pethatika bahwa semua molekul umumnya memiliki bentuk tiga dimensi, tapi tidak dengan graphene, setiap atom dalam graphene yang mana mereka adalah atom-atom karbon saling mengikat satu sama lain membentuk pola heksagonal dalam bidang datar, jadi molekul ini tampakseperti lembaran dua dimensi otomatis graphene menjadi bahan tertipis di dunia karena ketebalanya hanya satu atom.
Saking tipisnya butuh sekitar 1.000.000 lapis graphene untuk mencapai ketebalan satu milimeter dan saking tipisnya graphene terlihat transparant, flaksible, dan sangat ringan, sehingga satu lapis graphene bisa mengkafer satu lapangan bola walaupun dengan berat kurang dari satu gram graphene dan ini yang paling menarik, walaupun dia sangat tipis ikatan di antara atom-atomnya sangat-sangat kuat sehingga sulit sekali untuk di tembus sampai di gambarkan butuh seekor gajah berdiri di atas pensil untuk merobekkan lembaran graphene.
Pertanyaannya... mengapa pensil ternyata sangat rapuh kalau begitu, ingat yang kita bicarakan adalah satu lapis graphene yang berasal dari grafit sedangkan graphene pada dasarnya adalah lapisan-lapisan graphene yang saling bertumpuk, kalian bisa membayangkannya seperti tumpukan kertas yang mudah sekali berserakan tapi kalau kalian bisa mendapatkan satu lapis graphene, satu lapis graphene itu sendiri benar-benar kuat bahkan 200x lebih kuat dari baja, benarkan sekuat itu ???
Oke sebelum kita membahas lebih jauh pahami bahwa graphene ini adalah Nanomaterials, nanomaterials adalah bagian dari nano teknologi yang mempelajari sebuah bahan dari struktur atomnya dalam sekala nanometer, karena itu kalian akan selelu melihat graphene dalam ilustrasi strukturnya yang heksagonal karena terlalu kecil untuk di lihat oleh mata kecuali kalau sudah di aplikasikan salam sebuah produk, seperti baju anti peluru atau layar transparant.
Oke darimana kita tahu graphene 200x lebih kuat dari baja, untuk mengukur kekuatan sebuah bahan para ilmuan menujinya dengan tensil strength test, yaitu dengan menarik bahan tersebut menggunakan alat ukur khusus sampai dia terputus lalu di beri satuan paskal
Hasil penelitian menyimpulkan bahwa kekuatan graphene adalah 130 gigapascals, sekarang kita bandingkan denga baja kita ambil baja yang terkuat yaitu galvanized steel tipe baja yang di gunakan untuk menahan jembatan golden gate bridge di san francisco kekuatan baja ini berdasarkan pengukuran adalah 600 Mega pascal, coba kalian bagi 130 Giga pascal denagan 600 Mega pascal, yap 200x lebih kuat dari baja, supaya kalian bisa membayangkan kekuatannya, da seseorang mencoba menghitung seandainya graphene menggantikan kabel penghubung jembatan galvanized steel hasilnya sangat mengejutkan, jembatan itu cukup di tahan dengan graphene yang luas penampangnya hanya 0.52 cm" 12.894x lebih kecil dar juas penempang baja yang sekarang di gunakan
Inilah yang membuat graphene menjadi kandidat utama untuk bahan Space Elevator, Lif yang di gagas NASA untuk mengengkut manusia ke angkasa, memang projetc ini terdengar halu dan kontroversial, tapi begini penjelasan sederhananya, Kalian tau International Space Station (ISS) bangunan luar angkasa yang pernah di buat oleh manusia hasil kerjasama lembaga antarikasa dan beberapa negara salah satunya NASA, ISS di gunakan para astronot untuk transit ketika mereka harus ke angkasa untuk tujuan penelitian atau memperbaikai satelit mereka bisa di sana berbulan-bualan, nah ide dasar dari elavator angkasa ini adalah karena space station relatif tidak bergerak terhadap bumi karena kecepatan orbitnya sama dengan putaran bumi maka kita bisa menhubungkan space station dengan bumi belalui sebuah lif, jadi di masa depan kita tidak perlu lagi mengunakan roket untuk sampai di angkasa.
Nah pertanyaanya tali maca apa atau kabel macam apa yang cukup kuat untuk menahan beban dari bumi ke angkasa, bedasarkan rumus di atas, tali penghubung itu harus memiliki kekuatan setidaknya 100 Giga pascal, maka tidaka ada bahan yang sekuat itu kecuali graphene.
Nah bedasarkan penilitan graphene pun anti peluru, para peneliti mencoba kekuata graphene sengan menembaknya dengan peluru bukan peluru beneran tapi miniaturized ballistic tests karena yang sudah di sebelumnya, graphene adalah nano meterial tapi asal kalian tahu, peluru micro ini lebih cepat dari peluru biasa memiliki kecepatan tinggi sekitar 1 km/s kalau peluru bisa di bawa itu kecepatanya, peneliti mengungkapkan bahwa graphene 10x lebuh baik dari baja dalam menyerap energi dari peluru.
Fakata ini membuat graphene sangat ideal untuk membuat baju anti peluru yang lebih kuat dan labih ringan dari kevlar yang sekarang di gunakan para tentara, beberapa perusahaan sudah mulai memproduksinya, bahkan beberapa perusaan tekstil sudah mulai menerapkan graphene pada pakaian sehari-hari seperti produk dari baju graphene, mereka membuat yang berbasis grapheneyang di claim bisa lebih kuat dari jaket biasa, walaupin tidak di desigen untuk menahan peluru, tapi jaket ini di claim tahan air, anti bakteri, anti ulraviolet, dan akan membuatmu tetap hangat walaupun di cuaca yang dangat ekstrim sampai 5 drajat selsius.
Nah kemampuan graphene bukan hanya itu graphene bukan jadi yang tertipis dan terkuat di dunia tapi juga bisa menhantarkan lintrik lebih baik dari tembaga. karen struktur atomnya di mana-mana karbon atom saling mengikat dalam struktur heksagonal, maka dari itu sangat baik sekali dalam menghantarkan listrik.
Jadi bahan ini sangat tipis, transparant, flaksible, sangat ringat, sangat kuat, dan sangat konduktif, maka wajar jika graphene di sebut sebagai The 'Wonder Material, bahan idaman yang bisa menggantikan seluruh dari bahan teknologi yang ada terutama untuk elektronik, saat ini graphene di kembangkan untuk menggantikan batrai yang ada yang di sebut super kapasitor, dengan super kapasitor, mungkin nanti kalian tidak akan pernah ganti batrai sampai puluhan tahun, karena jenis batrai ini hampir tidak akan mengalami drop dengan waktu cas nya supercepat, kalian bisa mengec hanpone hanya hitungan menit bahkan detik
Dan karena graphene sangat tipis graphene un di kembangkan untuk membuat layar flaksible yang tipis dan transparant atau mungkin di masa depan kita akan melihat koran yang hidup seperti di filem harry potter, seperti yang di kembangkan oleh greenwich university mereka mengembangkan tinta graphene dimana tinta ini bersifat konduktif sehingga kita bisa membuat gambar-gambar interaktif di atas lembaran plastik atau kertas.
Graphene juga di kembangkan di dunia fasion salah satu perusahaan fasion di inggris bernama cutecircuit ini mencoba merubah trand pakaian dengan membuat baju futuristik, baju-baju itu bisa menyala-nyala bukan karena lampu atau ada kebel di dalamnya, melainkan karena serat-serat sari kainya itu terbuat dari graphene, dan kerenya baju ini bisa berubah-ubah wanra mengikuti nafas si pemekainya.
Graphene juga di kembangkan menjadi tato elektroik, pada dasarnya tato itu adalah berbasis graphene di kembangkan untuk memonitor kesehatan seseorang sehingga di masa depan dokter tidak perlu lagi menggunakan peralatan rumit untuk memeriksa pasienya, dengan alat ini cukup menempelkan setiker di badan pasienya untuk memantau organ dalamnya.
Dan masih banyak sekali aplikasi graphene yang masih di kembangkan, kita belum membahas graphene pada komputer, graphene pada konstruksi bangunan, bahkan ada graphene pada makanan.
Nah tapi sayangnya untuk meproduksi graphene sangat sulit, butuh biayaya yang sangat besar untuk memproduksi graphene secara masal, di tahun 2010harga graphene mencapai 1000$, hanya cukup untuk menutupi ujung jarum pentul, walaupun setelah itu harganta terus menurun, setelah di temukan teknik-teknik baru untuk memproduksinya, masih butuh sekitar 10 atau 20 tahun lagi untuk teknologi yang berbasis graphene ini bisa di nikmati sacara luas olah masyarakat
Beberapa Referensi
3. medium.com
4. azonano.com
6. YOUTUBE
cukup sampai di sini dulu Artikel belum selesai ya...