Di balik kerapuhan sebatang pensil, tersembunyi The Wonder Material yaitu graphene. Graphene atau grafena, sebuah material menakjubkan yang telah merevolusi industri teknologi terutama nanoteknologi sejak penemuannya yaitu tahun 2004, ketika ilmuwan asal Inggris, Profesor Andre Geim dan Profesor Konstantin Novoselov, berhasil mengisolasi material ini. Mereka menggunakan metode sederhana yang melibatkan selotip untuk mengelupas lapisan atom karbon dari sebatang pensil, membentuk lembaran graphene yang sangat tipis. Penemuan ini sampai meraih Penghargaan Nobel Fisika 2010. Seiring dengan kemajuan dalam penelitian dan pengembangan, graphene telah menarik perhatian banyak ilmuwan, insinyur, dan industri di seluruh dunia. Namun, apa sebenarnya graphene, dan mengapa ini begitu penting?
Apa Itu Graphene?
Graphene adalah nanomaterial dengan struktur dua dimensi, terdiri dari atom karbon yang tersusun dalam satu lapisan. Atom-atom karbon ini tersusun dalam susunan heksagonal yang mirip dengan sarang lebah. Material ini sangat tipis, tebalnya hanya satu atom, membuatnya menjadi material tertipis di dunia. Meskipun tipis, dalam hal kekuatan tarik, graphene 200 kali lebih kuat dari baja dan 10 kali lebih ringan membuatnya menjadi material terkuat dan teringan yang pernah ditemukan. Sebuah graphene berukuran 1 meter persegi beratnya hanya 0,0077 gram, namun mampu menahan hingga berat empat kilogram (Dwandaru & Janah, 2018).
Salah satu hal yang paling menarik tentang graphene adalah sumbernya yang sederhana yakni pensil. Graphene dapat dihasilkan dengan cara yang relatif mudah dari grafit, yang merupakan bahan dasar pensil. Proses pembuatan graphene yakni dengan mengupas lapisan-lapisan tipis dari grafit menggunakan teknik yang disebut eksfoliasi mekanis (menggosok permukaan grafit dengan menggunakan perekat khusus dan pita perekat, yang memungkinkan lapisan-lapisan atom karbon untuk dipisahkan satu per satu). Hasilnya adalah lapisan tunggal graphene yang sangat tipis.
Fakta Menarik Graphene
Selain kekuatan yang luar biasa, graphene juga memiliki fakta menarik. Pertama, graphene bisa menghantarkan listrik lebih kuat daripada tembaga, sehingga disebut super kapasitor. Kedua, graphene memiliki sifat antibakteri, sehingga cocok untuk aplikasi medis. Ketiga, graphene dapat didaur ulang, sehingga ramah lingkungan. Keempat, graphene sangat tipis, ringan, kuat, transparan, fleksibel, dan dapat merenggang. Kelima, ikatan antar atom di graphene sangat kuat dan sulit ditembus sampai digambarkan butuh seekor gajah yang berdiri di atas pensil untuk merobek lembaran graphene. Terakhir, Badan Antariksa Amerika Serikat “NASA” menggagas lift luar angkasa yang bahan utamanya adalah graphene.
Potensi Aplikasi Graphene
Terdapat banyak sekali pengaplikasian graphene di berbagai bidang, potensi graphene yang pertama ada pada baterai, graphene dapat digunakan untuk membuat baterai yang lebih ringan, tahan lama, dan terisi lebih cepat dibandingkan baterai lithium-ion saat ini. Kedua, layar sentuh, graphene membuat layar sentuh seperti pada handphone lebih fleksibel, transparan, dan responsif. Ketiga, pesawat terbang, graphene dapat membuat pesawat terbang yang lebih ringan dan kuat, sehingga dapat menghemat bahan bakar dan emisi gas rumah kaca. Keempat, peralatan olahraga, untuk membuat peralatan olahraga yang lebih ringan dan kuat, seperti raket tenis, tongkat golf, dan sepeda bias memanfaatkan graphene. Kelima, peralatan medis, graphene bisa membuat implan medis yang lebih biokompatibel. Keenam, panel surya, sel surya berbasis graphene juga sedang dikembangkan untuk menghasilkan energi matahari dengan efisiensi yang lebih tinggi. Terakhir, bioteknologi, graphene dapat digunakan dalam pengembangan sensor medis dan penyaringan air yang lebih efisien.
Tantangan dan Masa Depan Graphene
Meskipun graphene memiliki banyak potensi, masih ada beberapa tantangan yang perlu diatasi. sebelum material ini dapat diproduksi secara massal dan komersial. Salah satu tantangan utama adalah biaya produksinya yang masih tinggi. Proses produksi graphene yang efisien dalam skala besar masih menjadi fokus utama penelitian untuk membuat material ini lebih terjangkau dan mudah diakses oleh industri dan konsumen. Selain itu, masih ada beberapa masalah keamanan yang perlu dikaji lebih lanjut.
Meskipun demikian, para ilmuwan optimis bahwa graphene akan menjadi material masa depan. Seiring dengan terus berkembangnya penelitian dan pengembangan, kita mungkin akan melihat graphene menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari, membawa manfaat besar bagi berbagai aspek kehidupan manusia. Sebagai material terkuat di dunia yang tersembunyi dalam sebatang pensil, graphene memberikan inspirasi untuk terus menjelajahi potensi material-material baru yang dapat mengubah dunia kita dengan semangat penelitian dan inovasi.
Penulis:
Baca juga: Aktivitas Reduksi Elektrokatalitik Elektroda Graphene Oxide
