Para ilmuwan di Universitas Manchester telah menciptakan sebuah material baru yang dapat menggantikan atau bersaing dengan Teflon bagi ribuan aplikasi sehari-hari.
Profesor Andre Geim, yang bersama dengan rekannya Profesor Kostya Novoselov telah memenangkan Hadiah Nobel 2010 untuk graphene –bahan paling tipis di dunia, kini telah memodifikasinya menjadi fluorographene– bahan setebal satu molekul yang secara kimia mirip dengan Teflon.
 |
| Graphene (Grafena) (id.wikipedia.org) |
Fluorographene merupakan graphene berflorinisasi dan pada dasarnya merupakan versi dua dimensi Teflon, menunjukkan sifat yang mirip termasuk kimia pasif dan stabilitas termalnya.
Hasilnya dilaporkan dalam edisi online jurnal Small. Karya ini merupakan upaya besar internasional dan melibatkan pula kelompok penelitian dari China, Belanda, Polandia dan Rusia.
Tim peneliti berharap bahwa fluorographene ini – versi kristal yang datar dari Teflon dan secara mekanis sekuat graphene – dapat digunakan sebagai versi Teflon yang tipis, ringan, dan juga berharap menemukan aplikasinya dalam elektronik, seperti untuk jenis baru perangkat LED .
Graphene, bahan setebal atom yang menunjukkan sejumlah besar sifat-sifat tidak biasa dan unik, telah menjadi pusat perhatian sejak terobosan penelitian yang dilakukan di Universitas Manchester enam tahun yang lalu.
Potensinya hampir tak ada habisnya – dari transistor ultra-cepat setebal satu atom untuk sensor yang dapat mendeteksi satu molekul gas beracun, dan bahkan untuk menggantikan serat karbon dalam bahan berkinerja tinggi yang digunakan untuk membangun pesawat.
Profesor Geim beserta timnya telah mengeksploitasi perspektif baru tentang graphene dengan mempertimbangkannya sebagai molekul raksasa yang, seperti molekul lainnya, dapat dimodifikasi dalam reaksi kimia.
Teflon merupakan rantai atom karbon berflorinisasi. Molekul-molekul panjang ini diikat bersama membentuk bahan polimer yang digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk panci memasak anti-lengket.
Tim Manchester berhasil melampirkan florin untuk setiap atom karbon graphene.
Untuk menjadikan fluorographene, para peneliti Manchester terlebih dahulu menjadikan kristal graphenesebagai individu dan kemudian diflorinisasi dengan menggunakan florin atom.
Untuk menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk mendapatkan fluorographene dalam jumlah industri, para peneliti juga memflorinisasi bubuk graphene dan menghasilkan kertas fluorographene.
Fluorographene berubah menjadi insulator berkualitas tinggi yang tidak bereaksi dengan bahan kimia lainnya dan dapat mempertahankan suhu tinggi bahkan di udara.
Salah satu arah yang paling kuat dalam penelitian graphene ini telah membuka celah dalam spektrum elektronik graphene, yaitu, untuk membuat semikonduktor dari graphene metalik. Hal ini seharusnya memungkinkan banyak aplikasi dalam elektronik. Fluorographene, diketahui bisa menjadi semikonduktor bercelah luas dan secara optik bersifat transparan bagi cahaya tampak, tidak seperti graphene yang merupakan semimetal.
Profesor Geim mengatakan, “Kualitas elektronik fluorographene harus diperbaiki sebelum menyinggung soal aplikasinya dalam elektronik, tetapi aplikasi untuk yang lainnya siap digapai.”
Rahul Nair, yang memimpin penelitian ini selama dua tahun terakhir dan merupakan mahasiswa PhD yang bekerja dengan Profesor Geim, menambahkan, “Sifat fluorographene sangat mirip dengan Teflon tetapi ini bukan plastik.
“Pada dasarnya ini adalah kristal sempurna setebal satu-molekul dan, mirip dengan induknya,fluorographene juga kuat secara mekanis. Hal ini membuat perbedaan besar bagi berbagai aplikasi.
“Kami berencana menggunakan fluorographene suatu penghalang terowongan ultra-tipis untuk pengembangan perangkat dan dioda pemancar cahaya.
“Untuk penggunaan yang lebih biasa, bisa diterapkan seperti halnya Teflon saat ini biasa digunakan, sebagai lapisan pelindung ultra-tipis, atau sebagai pengisi bahan-bahan komposit jika salah satunya perlu mempertahankan kekuatan mekanik graphene tetapi menghindari konduktivitas listrik atau opasitas optik dari suatu komposit.”
Produksi fluorographene dalam skala industri tidak terlihat sebagai suatu masalah selama industri bersedia terlibat mengikuti langkah-langkah yang sama dengan produksi massal graphene.
Para peneliti Manchester percaya bahwa langkah penting berikutnya adalah membuat alat proof-of-concept dan mendemonstrasikan berbagai aplikasi dari fluorographene.
Profesor Geim menambahkan, “Tidak ada poin dalam penggunaannya jika hanya sebagai pengganti teflon. Campuran sifat graphene dan Teflon yang luar biasa ini begitu mengundang bahwa Anda tidak perlu meregangkan imajinasi dalam memikirkan aplikasi untuk dua dimensi Teflon. Tantangannya adalah mengeksploitasi keunikan ini.”
Hasilnya dilaporkan dalam edisi online jurnal Small. Karya ini merupakan upaya besar internasional dan melibatkan pula kelompok penelitian dari China, Belanda, Polandia dan Rusia.
Tim peneliti berharap bahwa fluorographene ini – versi kristal yang datar dari Teflon dan secara mekanis sekuat graphene – dapat digunakan sebagai versi Teflon yang tipis, ringan, dan juga berharap menemukan aplikasinya dalam elektronik, seperti untuk jenis baru perangkat LED .
Graphene, bahan setebal atom yang menunjukkan sejumlah besar sifat-sifat tidak biasa dan unik, telah menjadi pusat perhatian sejak terobosan penelitian yang dilakukan di Universitas Manchester enam tahun yang lalu.
Potensinya hampir tak ada habisnya – dari transistor ultra-cepat setebal satu atom untuk sensor yang dapat mendeteksi satu molekul gas beracun, dan bahkan untuk menggantikan serat karbon dalam bahan berkinerja tinggi yang digunakan untuk membangun pesawat.
Profesor Geim beserta timnya telah mengeksploitasi perspektif baru tentang graphene dengan mempertimbangkannya sebagai molekul raksasa yang, seperti molekul lainnya, dapat dimodifikasi dalam reaksi kimia.
Teflon merupakan rantai atom karbon berflorinisasi. Molekul-molekul panjang ini diikat bersama membentuk bahan polimer yang digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk panci memasak anti-lengket.
Tim Manchester berhasil melampirkan florin untuk setiap atom karbon graphene.
Untuk menjadikan fluorographene, para peneliti Manchester terlebih dahulu menjadikan kristal graphenesebagai individu dan kemudian diflorinisasi dengan menggunakan florin atom.
Untuk menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk mendapatkan fluorographene dalam jumlah industri, para peneliti juga memflorinisasi bubuk graphene dan menghasilkan kertas fluorographene.
Fluorographene berubah menjadi insulator berkualitas tinggi yang tidak bereaksi dengan bahan kimia lainnya dan dapat mempertahankan suhu tinggi bahkan di udara.
Salah satu arah yang paling kuat dalam penelitian graphene ini telah membuka celah dalam spektrum elektronik graphene, yaitu, untuk membuat semikonduktor dari graphene metalik. Hal ini seharusnya memungkinkan banyak aplikasi dalam elektronik. Fluorographene, diketahui bisa menjadi semikonduktor bercelah luas dan secara optik bersifat transparan bagi cahaya tampak, tidak seperti graphene yang merupakan semimetal.
Profesor Geim mengatakan, “Kualitas elektronik fluorographene harus diperbaiki sebelum menyinggung soal aplikasinya dalam elektronik, tetapi aplikasi untuk yang lainnya siap digapai.”
Rahul Nair, yang memimpin penelitian ini selama dua tahun terakhir dan merupakan mahasiswa PhD yang bekerja dengan Profesor Geim, menambahkan, “Sifat fluorographene sangat mirip dengan Teflon tetapi ini bukan plastik.
“Pada dasarnya ini adalah kristal sempurna setebal satu-molekul dan, mirip dengan induknya,fluorographene juga kuat secara mekanis. Hal ini membuat perbedaan besar bagi berbagai aplikasi.
“Kami berencana menggunakan fluorographene suatu penghalang terowongan ultra-tipis untuk pengembangan perangkat dan dioda pemancar cahaya.
“Untuk penggunaan yang lebih biasa, bisa diterapkan seperti halnya Teflon saat ini biasa digunakan, sebagai lapisan pelindung ultra-tipis, atau sebagai pengisi bahan-bahan komposit jika salah satunya perlu mempertahankan kekuatan mekanik graphene tetapi menghindari konduktivitas listrik atau opasitas optik dari suatu komposit.”
Produksi fluorographene dalam skala industri tidak terlihat sebagai suatu masalah selama industri bersedia terlibat mengikuti langkah-langkah yang sama dengan produksi massal graphene.
Para peneliti Manchester percaya bahwa langkah penting berikutnya adalah membuat alat proof-of-concept dan mendemonstrasikan berbagai aplikasi dari fluorographene.
Profesor Geim menambahkan, “Tidak ada poin dalam penggunaannya jika hanya sebagai pengganti teflon. Campuran sifat graphene dan Teflon yang luar biasa ini begitu mengundang bahwa Anda tidak perlu meregangkan imajinasi dalam memikirkan aplikasi untuk dua dimensi Teflon. Tantangannya adalah mengeksploitasi keunikan ini.”
Sumber : Fakta Ilmiah