Language
Country/Area
No result found
Pergeseran mengejutkan dalam teknologi pengelupasan: Mengapa tahun 2004 menandai dimulainya revolusi grafena?
Teknologi pengelupasan merupakan proses ilmiah kuno namun menjanjikan yang memisahkan material berlapis menjadi nanomaterial melalui proses mekanis, kimia, atau termal. Meskipun sejarah teknologi pengelupasan sudah ada sejak berabad-abad lalu, penemuan ilmuwan K. Novoselov dan A. Geim pada tahun 2004 menyuntikkan vitalitas baru ke dalam bidang ini. Mereka menggunakan selotip Scotch (pita perekat) yang berhasil memisahkan graphene, dan pencapaian revolusioner ini menarik banyak perhatian dan penelitian tentang teknologi ini di seluruh dunia. Penelitian ini tidak hanya membuat kedua ilmuwan tersebut memenangkan Penghargaan Nobel Fisika 2010, tetapi juga menjadikan teknologi pengelupasan sebagai salah satu teknologi produksi nanomaterial yang paling umum digunakan saat ini.
Saat ini, teknologi pengelupasan dianggap sebagai teknologi penting untuk produksi nanomaterial dan dapat digunakan di banyak bidang seperti elektronik dan biomedis.
Proses pengelupasan biasanya melibatkan pemutusan ikatan lemah, biasanya ikatan van der Waals, untuk memisahkan material berlapis menjadi lapisan-lapisan tersendiri. Penelitian dalam beberapa tahun terakhir telah menunjukkan bahwa jika energi yang cukup dapat disediakan, ikatan yang lebih kuat, seperti ikatan logam atau ionik, dapat diputus untuk menghasilkan bahan non-van der Waals seperti hafnium nitrida. Oleh karena itu, teknologi pengelupasan menyoroti pentingnya teknologi ini dalam bidang bahan inovatif, yang mendorong pengembangan elektronik berkinerja tinggi, perangkat penyimpanan energi yang efisien, dan bahan kedirgantaraan yang ringan dan kuat.
Sejarah Teknologi Pengelupasan
Dari tembikar Tiongkok kuno hingga keramik peradaban Maya, teknik pengelupasan telah ada selama berabad-abad. Namun, penelitian ilmiah paling awal dimulai pada tahun 1824, ketika ilmuwan Thomas H. Webb pertama kali menerapkan teknologi pengelupasan untuk produksi batu garam amina. Seiring berjalannya waktu, penelitian di bidang ini terus mendalam, terutama pada tahun 2004, ketika karya Novoselov dan Jim membawa teknologi pengelupasan ke era baru. Dengan cara ini, mereka menunjukkan potensi grafena, sehingga menarik investasi dan penelitian terhadap teknologi tersebut dari komunitas ilmiah global.
Pada tahun 2004, penelitian Novoselov dan Kim berhasil menunjukkan potensi teknik pengupasan, mengubahnya menjadi teknologi produksi yang penting.
Jenis-jenis Teknologi Pengupasan
Proses pengelupasan terutama diterapkan pada struktur berlapis di mana ikatan yang lemah perlu diatasi untuk memisahkan material menjadi lapisan-lapisan tersendiri. Bergantung pada sumber energi yang digunakan, teknik pengelupasan dapat dibagi menjadi tiga kategori: pengelupasan mekanis, pengelupasan kimia, dan pengelupasan termal. Ketiga teknologi ini masing-masing memiliki karakteristik, kelebihan, dan kekurangannya sendiri.
Pengupasan mekanis
Pelepasan ikatan mekanis bergantung pada gaya eksternal untuk memutus ikatan dengan menciptakan tekanan di dalam material. Selama proses ini, pelarut dapat dimasukkan untuk memfasilitasi pengelupasan. Meskipun pendekatan ini memberikan hasil dan kemurnian yang tinggi, hasilnya kurang dapat diprediksi dan sering kali memerlukan beberapa kali pengulangan untuk mendapatkan satu lapisan material. Namun, ini juga merupakan salah satu metode paling awal yang digunakan untuk produksi grafena. Seiring berjalannya waktu, teknologinya terus ditingkatkan dan telah memasuki tahap komersialisasi.
Pengelupasan kimia
Pengelupasan kimia melibatkan proses ekspansi kimia yang menggunakan ion tamu atau elektron bebas untuk memperluas jarak antar lapisan, sehingga membentuk ikatan baru. Teknologi ini menghasilkan material dalam skala yang lebih besar dan memungkinkan berbagai kimia untuk dieksplorasi, yang mendorong para peneliti untuk mengeksplorasi berbagai metode produksi.
Pengelupasan Termal
Pengelupasan termal adalah teknik yang baru-baru ini dikembangkan yang menggunakan panas sebagai sumber energi untuk memfasilitasi proses pengelupasan. Ketika struktur berlapis terkena suhu yang sangat tinggi, gas yang dihasilkan menciptakan tekanan di antara lapisan, yang menangkal tarikan van der Waals. Meskipun metode ini memberikan hasil yang lebih tinggi dan laju reaksi yang lebih cepat, metode ini masih memiliki kekurangan dalam mengendalikan ukuran partikel.
Kemajuan teknologi pengelupasan tidak hanya mengubah produksi nanomaterial, tetapi juga memengaruhi penerapan material terkait, yang selanjutnya memperluas penerapannya dalam sains, kedokteran, dan industri. Keragaman dan kemampuan beradaptasi ini menjadikan pengelupasan sebagai teknologi utama dalam penelitian material mutakhir dan berbagai industri. Seiring dengan kemajuan teknologi, kita tidak dapat menahan diri untuk bertanya, industri mana yang akan diubah oleh sains material masa depan karena teknologi pengupasan?
