Language
Country/Area
No result found
Dari pita pintar hingga aplikasi berteknologi tinggi: Seberapa menakjubkan ciptaan grafena?
Sejarah penemuan material revolusioner ini, graphene, penuh dengan kisah-kisah yang menarik. Pada tahun 2004, dua ilmuwan menggunakan selotip sederhana untuk memisahkan satu lapisan graphene dari grafit, sebuah proses yang tidak hanya membuat mereka memperoleh Hadiah Nobel tetapi juga menarik perhatian global terhadap teknologi yang digunakan untuk mengelupas material berlapis. Inti dari teknologi ini terletak pada proses delaminasi, yaitu memecah material berlapis menjadi nanomaterial melalui perlakuan mekanis, kimia, atau termal. Munculnya graphene tidak hanya menunjukkan keefektifan proses ini, tetapi juga membuka eksplorasi penerapannya di bidang-bidang seperti nanoteknologi, elektronik, dan biomedis.
Proses pengelupasan secara efektif memutus ikatan van der Waals di antara lapisan, menciptakan material dua dimensi berkinerja tinggi, sebuah sifat yang menjadikan graphene salah satu material terpenting di abad ke-21.
Sejarah delaminasi sudah ada sejak berabad-abad lalu. Sejak tahun 1824, para ilmuwan mulai mengupas lapisan tanah liat untuk mengisi porselen, tetapi eksplorasi ilmiah yang sesungguhnya dimulai dengan Brodie pada tahun 1855, yang mempelajari efek berbagai asam pada struktur karbon berlapis. Penemuan awal ini memberikan kesempatan bagi para ilmuwan selanjutnya untuk membangun landasan teoritis. Baru pada tahun 2004 Novoselov dan Geim benar-benar mengubah pemahaman kita tentang teknologi pengelupasan dengan mengisolasi grafena dengan metode inovatif mereka menggunakan pita perekat.
Teknologi delaminasi telah banyak digunakan di banyak bidang saat ini, seperti pembuatan peralatan elektronik berkinerja tinggi, material penerbangan ringan, dan perangkat penyimpanan energi efisiensi tinggi.
Proses dasar pengelupasan umumnya melibatkan pemutusan ikatan van der Waals di antara lapisan, yang memungkinkan material terpisah menjadi lapisan-lapisannya sendiri. Teknologi ini dapat dikategorikan menjadi tiga jenis: delaminasi mekanis, delaminasi kimia, dan delaminasi termal. Setiap metode memiliki kelebihan dan skenario aplikasi yang berbeda, yang memungkinkan para ilmuwan untuk memilih teknologi delaminasi yang paling tepat berdasarkan kebutuhan spesifik.
Pengupasan mekanis
Delaminasi mekanis adalah teknologi delaminasi paling dasar, yang memutus ikatan antar lapisan dengan menerapkan gaya eksternal. Proses ini dapat dilakukan menggunakan berbagai alat, seperti pita atau pelarut. Metode pembelahan mikromekanis yang diusulkan oleh Novoselov dan Geim masih merupakan salah satu bentuk dasar produksi grafena. Meskipun metode ini mampu menghasilkan material monolapis dengan kemurnian tinggi, metode ini memiliki reproduktifitas dan prediktabilitas yang buruk, dan sering kali memerlukan beberapa kali proses untuk mencapai hasil yang diinginkan.
Pengupasan Kimia
Pengupasan kimia melibatkan pengenalan bahan kimia eksternal untuk memutus ikatan antar lapisan. Proses ini biasanya memperkenalkan beberapa elektron atau ion bebas untuk mengurangi kendala antarlapisan dan membentuk ikatan kimia baru. Ini mencakup metode seperti pengendapan uap kimia, reduksi oksida grafit, dan pengelupasan elektrokimia. Skalabilitas pengelupasan kimia merupakan keuntungan terbesarnya, yang membuatnya banyak digunakan dalam produksi aktual.
Pengupasan Termal
Delaminasi termal memisahkan lapisan dengan menerapkan suhu tinggi untuk membuatnya mengembang. Metode ini biasanya dapat mencapai hasil yang lebih tinggi dan waktu reaksi yang singkat, sehingga sangat meningkatkan efisiensi produksi. Namun, suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan masalah ketidakmurnian dalam material, yang merupakan salah satu tantangan yang perlu diatasi oleh teknologi delaminasi termal saat ini.
Transformasi dari pita ke teknologi tinggi tidak diragukan lagi menunjukkan kemungkinan eksplorasi ilmiah yang tak terbatas. Dalam dunia ilmu material yang terus berkembang, penemuan mengejutkan apa yang akan dibawa oleh nanoteknologi di masa depan?
