Kekuatan Graphene-Material 300 Kali dari Baja

Hebat kekuatan Graphene-material 300 kali lipat  dari baja meski bahan baru ini sangat tipis. Potensi bahan baku di  Indonesia sangat besar. Apakah batubara dan biomassa dapat diubah menjadi Graphene? Harganya mencapai €99/250 mL atau $67,000 – $200,000/ton.  

Penulis: Dr.-Ing. Pudji Untoro*   Editor: Rayendra L Toruan

mmINDUSTRI.co.id – Sejumlah (sumber): Menakjubkan, kekuatan graphene-material yang mencapai 300 kali lipat  dari bahan logam seperti baja. Para ilmuwan sedang meneliti agar ongkos produksi lebih efisien. 

Bidang Graphene-material demikian pesat pengembangannya di berbagai negara, dan Indonesia pun mulai melirik material baru yang dikenal dengan Graphene-material—kita diksikan dengan grafena. 

Bahan yang sangat tipis ini selayaknya termasuk prioritas di Indonesia. Oleh karena bahan ini dapat dikonversi dari batu-bara dan biomassa asalkan kita menguasai teknologinya dan tentu kita memiliki good will. 

Menurut sumber yang penulis catat, Graphene-material diperkenalkan oleh dua ilmuwan dan peneliti berkebangsaan Rusia Bernama  Andrey Geim dan Konstantine Novoselov pada  tahun 2004.  

Andrey Geim dan Konstantin Novoselov yang bekerja di Universitas Manchester, Inggris. Pada tahun 2004, kedua peneliti ini berhasil memproduksi Graphene-material dan mampu memetakan sifat-sifatnya. 

Menurut kedua orang itu, seperti dikutip dari laman independent.co.uk,  Graphene-material merupakan material yang sangat tipis namun sangat kuat dan memiliki konduktivitas panas dan listrik yang baik, serta hampir sepenuhnya transparan meski tampak sangat padat. 

Bahan Graphene-material menciptakan kemungkinan baru dalam teknologi material, inovasi,  dan elektronik simpul nobelprize.org.

Dari hasil  eksperimen yang dilakukan oleh Andrey Geim dan Konstantin Novoselov—menggunakan  kupasan dengan isolasi yang diambil dari pensil grafit, ditemukanlah bahan yang mereka namai Graphene-material.

Bahan Graphene-material berbentuk susunan atom karbon lapis tunggal 2 dimensi dan dapat berupa bahan Single Layer Graphene (SLG), BiLayer Graphene (BLG), Graphene Nano Platelets (GNP), Graphene Oxide (GO), dan reduced Graphene Oxide (rGO).

Bakal muncul dengan turunan-turunan baru lainnya bergantung pada hasil penelitian dan pengembangan selanjutnya di berbagai negara termasuk di Indonesia. 

Keberadaannya secara teoritis telah diketahui sejak akhir abad 19, tetapi baru muncul pada tahun 2004. Hasil penemuan tersebut, Andrey Geim dan Konstantin Novoselov mendapatkan  penghargaan nobel pada tahun 2010 atas prestasi penelitian itu.

Bahan Graphene-material menjadi tren di dunia penelitian material melalui teknologi nano agar dapat menghasilkan aplikasi-aplikasi baru. 

Maklum  sifatnya lebih kuat dari baja, lebih tinggi daya hantar listrik dan panasnya, ringan, tipis,  fleksibel, dan menjanjikan bahan lainnya seperti tergambar di bawah ini.

Peningkatan sifat-sifat tersebut akan berdampak pada bidang aplikasi banyak sektor bisnis ke depan misalnya pembuatan baterei, solar cell, filter, sensor, membran, aditif cat, display, dan konstruksi beton. 

Sebagai aditif untuk bahan lain dapat terimplementasi pada permukaan yang sangat luas, sehingga penggunaannya relatif dalam jumlah sedikit dibandingkan material subtrat utamanya.  

Graphene-material semakin populer 

Graphene-material menjadi suatu material maju yang sangat populer saat ini sebenarnya telah mulai dikenalkan oleh Andrey Geim dan Konstantin Novoselov. 

Sedangkan sebelumnya, kolaborasi tiga peneliti R.F. Curl, H.W. Croto dan R. E. Smaley dari Amerika dan Inggris menghasilkan penemuan fullerenes pada tahun 1985 dan penghargaan nobelnya baru diberikan pada tahun 1996.

Kalau kita amati hasil penelitian sebelumnya, pada tahun 1991,  peneliti Jepang Sumio Lijima sebenarnya telah menemukan juga alotrop karbon baru yang lain yang disebut Carbon Nano Tube (CNT). 

Sayangnya penemuan tersebut belum menjadi sesuatu yang “baru” karena dianggap sebagai turunan Graphene-material yang seolah-olah sebagai “tabung grafena”.

Nama-nama alotrop karbon tersebut diperkirakan nantinya akan muncul turunan seperti Sp-Sp3 graphyne dan atom-atom tunggal mono layer yang lain seperti Borofen (alotrop Boron).

Hal itu akan berdampak pada munculnya produk-produk yang sama sekali baru di pasar secara komersial. Dengan perkembangan riset dan inovasi pada material maju tersebut akan menyusul i sebuah revolusi baru terhadap perkembangan industri di masa depan.

Menurut laman graphenea.com, harga Graphene-material bervariasi bergantung pada kualitasnya. Graphenea sebuah perusahaan produsen menjual Graphene-material €99 per 250 mL untuk Graphene Oxide Powder. 

Sedangkan harga Graphene-material jenis lain mencapai $67,000 hingga $200,000 per ton. Akan tetapi,  masih ada produk Graphene-material yang lebih murah dan tersedia. 

Perusaahan NanoXplore memperkirakan harga Graphene-material berkualitas baik sekarang turun menjadi $0.10 per gram demikian investingnews.com

Bagaimana pengembangan bahan graphene-material ini di Indonesia? Pertanyaan ini dapat dijawab oleh para peneliti Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) 

• Dr.-Ing. Pudji Untoro penulis naskah ini masih menjabat Dekan Fakultas Teknik – Universitas Surya, Co-Founder PT Cipta Mikro Material, Co-Founder PT Graphene Nanomaterials Consulting, Konsultan Ahli PT Kuark Internasional, Anggota Dewan Energi Nasional (2017-19). Pensiun-Peneliti Utama Badan Tenaga Nuklir Nasional tahun 2014.