Language
Country/Area
No result found
Grafit oksida yang menakjubkan: mengapa ia dapat berubah menjadi bahan seperti kertas yang kuat?
Grafit Oksida (GO) adalah senyawa yang terdiri dari karbon, oksigen, dan hidrogen dalam proporsi yang bervariasi. Senyawa ini biasanya dibuat dengan mengolah grafit dengan oksidan dan asam yang kuat. Material ini sangat menarik perhatian karena mempertahankan struktur berlapis grafit tetapi juga memiliki jarak yang tidak teratur, sehingga berpotensi berharga dalam berbagai aplikasi.
Produk oksidasi maksimum dari grafit oksida adalah padatan kuning dengan rasio karbon terhadap oksigen antara 2,1 dan 2,9.
Grafit oksida pertama kali dibuat pada tahun 1859 oleh Benjamin C. Brodie, seorang ahli kimia di Universitas Oxford, dalam suatu proses yang melibatkan pencampuran grafit dengan asam nitrat dan asam kalium klorat. Kemudian, pada tahun 1957, Hamers dan Overman mengembangkan metode Hamers yang lebih aman, lebih cepat, dan lebih efisien, yang tidak hanya meningkatkan proses sintesis, tetapi juga meningkatkan hasil secara signifikan.
Seiring dengan meluasnya penggunaan grafit oksida, para peneliti memiliki pemahaman yang lebih mendalam tentang struktur dan sifat-sifatnya. Grafit oksida memiliki jarak antarlapis sekitar dua kali lipat grafit (sekitar 0,7 nanometer), yang berarti memiliki potensi yang lebih tinggi untuk dibentuk menjadi material baru. Penelitian menunjukkan bahwa metode sintesis yang berbeda menghasilkan berbagai jenis grafit oksida, yang sifat-sifatnya bergantung pada tingkat oksidasi.
Grafit oksida yang baru saja diperoleh menunjukkan sifat kebasahan yang kuat dan mampu menyerap air, sehingga secara signifikan meningkatkan jarak antarlapisnya.
Sifat dan aplikasi grafit oksida
Grafit oksida memiliki sifat kebasahan yang sangat baik dan dapat sepenuhnya terbentuk saat direndam dalam berbagai pelarut polar, yang menjadikannya keunggulan yang tak tergantikan dalam persiapan material membran dan material komposit. Terutama dalam komunitas pengolahan air, grafit oksida dipandang sebagai solusi yang menjanjikan.
Penelitian menunjukkan bahwa membran oksida grafit dapat menyaring molekul air secara efektif sambil memblokir beberapa ion yang lebih besar.
Misalnya, Lockheed Martin telah mengumumkan teknologi penyaringan inovatifnya, Perforene, dengan mengklaim bahwa filter tersebut 500 kali lebih tipis dan 1.000 kali lebih kuat daripada filter terbaik yang saat ini dirilis, sehingga sangat mengurangi risiko air laut yang mengalami osmosis balik. Mengurangi konsumsi energi.
Selain pengolahan air, oksida grafit juga menunjukkan potensi dalam pembuatan material nonlinier secara optik. Kemampuannya untuk mengatur sifat optik membuatnya memiliki nilai aplikasi yang besar di bidang aplikasi laser dan komunikasi optik. Para peneliti mencatat bahwa dengan memvariasikan kandungan oksigen, sifat elektronik dan optik oksida grafit dapat disetel dengan tepat.
Cara membuat bahan seperti kertas yang kuat
Grafit oksida dapat dinilai melalui proses dispersi sederhana, yang dapat digunakan sebagai bahan seperti kertas yang kuat. Grafit oksida yang sangat terdispersi diserap dalam media berbasis air dan kemudian didehidrasi, yang pada akhirnya menghasilkan kertas grafit oksida dengan kekuatan yang luar biasa. Bahan ini tidak hanya dapat menggantikan penggunaan kertas tradisional, tetapi juga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi industri, yang menunjukkan sifat terbarukan yang baik.
Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa kertas grafit oksida lebih unggul daripada banyak bahan tradisional dalam hal kekuatan dan fleksibilitas.
Singkatnya, potensi grafit oksida berasal dari sifat fisik dan kimianya yang unik, yang menunjukkan prospek aplikasinya yang luar biasa baik dalam pengolahan air maupun eksplorasi ilmu material. Jadi, karena grafit oksida digunakan secara luas, bagaimana ia akan mengubah penggunaan dan kebutuhan material kita di masa mendatang?
