Nationalgeographic.co.id—Kita telah menyaksikan film fiksi-ilmiah yang tak terhitung jumlahnya tentang masa depan. Hoverboards, elektronik ramping, sepatu yang mengikat sendiri. Semuanya tampak seperti prediksi yang mustahil, tetapi bukankah akan selalu ada sesuatu yang akan datang untuk membantu kita?
Sementara hal-hal ini mungkin tampak agak dibuat-buat, ada satu penyelamat yang dapat mendorong kita ke masa depan. Ada satu bahan sempurna yang bisa mewujudkan semua impian kita. Ini adalah bahan tertipis dan teringan di dunia, namun kira-kira 300 kali lebih kuat dari baja.
Ia menghantarkan listrik lebih cepat dari tembaga dan menghantarkan panas lebih baik daripada berlian. Materi ini dapat ditekuk, merenggang, transparan, dan tahan air. Bisa mencegah korosi dan karat, bahkan biodegradable. Yang paling penting, itu berasal dari salah satu barang rumah tangga yang paling umum ditemukan. Nama materi yang super ini adalah Graphene, demikian kabar yang dilansir dari Science ABC.
GRAPHENE 101
Manusia telah mengetahui keberadaan graphene sejak 1859. Bagaimanapun, graphene tidak lain adalah sebuah satu lembar atom karbon. Lapisan dan lembaran graphene ini menumpuk untuk membuat grafit. Ya, materi yang sama yang digunakan dalam pensil.
Namun, grafit adalah materi yang rapuh, umum, dan tidak mengesankan. Dalam hal ini, apa yang membuat graphene begitu istimewa?
Kekuatan graphene adalah bahwa materi itu adalah bahan dua dimensi pertama yang dikenal manusia. Untuk memperjelas, dua dimensi yang dimaksud adalah dari perspektif elektron, bukan manusia.
Baca Juga: SPHEREx, Misi Terbaru NASA Untuk Mengetahui Asal Usul Alam Semesta
Bagi banyak orang, graphene adalah materi tiga dimensi, karena memiliki ketebalan satu atom. Namun, untuk elektron yang melewatinya, graphene adalah ‘jalan raya’ dua dimensi.
Tidak seperti grafit 3-D, tempat elektron dapat bergerak dengan cara apa pun; dalam graphene dua dimensi, gerakannya terbatas hanya pada satu arah.
Hampir 150 tahun manusia menghabiskan waktu untuk mencoba mengisolasi graphene dari grafit. Selama 150 tahun percobaan laboratorium yang berat dan sama sekali tidak ada hasil yang ditunjukkan untuk upaya tersebut. Inilah yang menyebabkan gagasan bahwa bahan dua dimensi tetap tidak stabil pada suhu ruangan. Dunia ilmiah tampaknya telah menyerah pada graphene.
Kemudian, datanglah dua ilmuwan bernama Andre Geim dan Konstantin Novoselov. Mereka membuat graphene menggunakan scotch tape.
Tak disangka, duo ini memenangi Hadiah Nobel untuk eksperimen yang cukup aneh ini. Sekarang, mengapa banyak ilmuwan bisa dengan yakin mengklaim bahwa graphene akan menjadi pertanda perubahan?
Ini adalah beberapa kegunaan potensial untuk graphene.
Baca Juga: Efisiensi Penerbangan: Material Pesawat dan Lalu-lintas Udara Berubah
Energi
Satu hal yang tampaknya mendasari semua teknologi adalah baterai. Baterai pada dasarnya adalah ‘penghancur pesta’ di ranah teknologi. Mereka terkuras, mati, meledak, dan tidak mungkin didaur ulang. Namun, saatnya telah tiba untuk mengucapkan selamat tinggal pada baterai yang rumit ini.
Graphene adalah lembaran atom datar di mana elektron dapat memperbesar dengan cepat. Karena matriks heksagonalnya yang rapi, graphene hampir tidak memiliki hambatan. Materi ini menjadikannya konduktor listrik terbaik yang pernah ditemukan. Faktanya, superkapasitor graphene akan memakan waktu sekitar 5 detik untuk mengisi daya ponsel Anda!
Graphene juga akan merevolusi energi matahari! Bahan yang luar biasa ini dapat digunakan untuk membuat sel surya yang lebih kuat dan lebih baik bahkan lebih mudah dan lebih murah untuk diproduksi daripada silikon yang kita gunakan saat ini.
Berbicara tentang penggantian silikon, graphene juga dapat digunakan untuk membuat microchip. Microchip graphene ini akan berfungsi pada frekuensi 10 kali lipat dari silikon. Nah, persoalan kelebihan panas pada komputer kita juga bisa teratasi.
Baca Juga: Jam Tangan Berbahan Karbon, Lebih Tangguh dan Tidak Mudah Rusak?
Baca Juga: Tanggul Laut Ramah Lingkungan dari Sabut Kelapa Ala Peneliti ITB
Memurnikan Air
Graphene juga hidrofobik, yang akan menempel pada bahan lain. Akan tetapi, ia membiarkan air melewatinya tanpa masalah ketika pori-pori mikro dibuat di dalamnya. Sifat graphene ini dapat digunakan untuk memurnikan air yang terkontaminasi dan juga dapat berguna dalam metode ‘hydraulic fracking’.
Grafena oksida bahkan telah diketahui dapat memisahkan bahan radioaktif dari air. Tugas berbahaya dan berisiko seperti membersihkan tumpahan minyak dapat diselesaikan dengan lebih mudah dengan nanoteknologi graphene.
Air minum semakin hari semakin langka. Salah satu solusi yang mungkin adalah desalinisasi air laut. Graphene akan mempercepat proses ini menjadi 2-3 kali lebih cepat daripada teknologi desalinisasi komersial yang digunakan saat ini.
Konstruksi
Graphene juga bisa digunakan sebagai cat! Tidak hanya akan menjaga rumah kita bebas korosi dan tahan air, tetapi juga fotosensitifitasnya. Graphene bahkan dapat memberi daya pada rumah seperti kita menggunakan energi matahari. Karena potensi besar graphene sebagai konduktor, seluruh rumah dapat digunakan sebagai pengahantar. TV di langit-langit? Dinding berubah warna? Kemungkinannya benar-benar tidak terbatas.
Kendaraan
Mobil juga akan berkembang dengan pesat jika menggunakan nanoteknologi graphene. Menjadi bahan terkuat dan paling lentur di bumi, semua mobil dapat dibuat dari graphene. Bayangkan betapa ringannya mobil dan pesawat jet, yang bisa bergerak dengan energi matahari dari permukaan kendaraan itu sendiri. Atau, kendaraan bisa diisi ulang dengan superkapasitor graphene. Bayangkan mobil listrik yang dapat diisi daya di mana saja dalam hitungan detik! Seluruh proses akan sepenuhnya ramah lingkungan juga!
Pengobatan
Grafena juga dapat digunakan dalam pembangunan biosensor yang dapat mendeteksi penyakit genetik seperti Penyakit Parkinson. Karena ketipisan produk, dan fakta bahwa pada dasarnya hanya karbon, graphene juga dapat digunakan untuk rekayasa jaringan. Hal ini akan mengubah masa depan prostetik juga. Semakin kita memikirkan materi ini, semakin kita menyadari bahwa graphene mungkin saja material yang sangat ‘sempurna’.
Elektronik
Graphene adalah kemajuan baru yang sangat dinanti dalam industri elektronik. Layar sentuh membutuhkan konduktor sensitif untuk dapat mendeteksi sentuhan Anda. Jadi, tidak hanya dapat menggantikan microchip silikon dan baterai di perangkat elektronik kita, tetapi juga dapat menggantikan bodi eksternal.
Jika itu tidak cukup baik, graphene juga dapat membuat perangkat ini transparan, tipis, tidak dapat dipecahkan, fleksibel, tahan air, dapat didaur ulang. Belum lagi, secara bersamaan dapat menghasilkan energi dari surya untuk mengisi daya ponsel atau perangkat kita. Kemungkinannya tidak terbatas.
Graphene juga akan berdampak pada industri pelantang atau speaker. Diafragma yang terbuat dari satu lembar graphene akan mampu mencapai kualitas suara yang sama yang dihasilkan oleh Sennheiser termahal.
Bahasan tadi benar-benar hanya beberapa dari segelintir ide yang ada di sekitar dunia ilmiah, medis, teknologi, dan komersial. Para ilmuwan menemukan kegunaan baru untuk graphene dari waktu ke waktu.