PUGAM.com – Sejauh yang kita tahu, material terkuat di Bumi ini adalah berlian atau intan tapi pernahkah Anda mendengar sebuah material atau bahan bernama Graphene? Graphene atau grafena sering disebut-sebut sebagai material ajaib yang diklaim lebih kuat daripada intan sekalipun.
Mampu membuat internet berjalan 100 kali lebih cepat dan memiliki tingkat fleksibiltas yang sangat tinggi. Graphene dapat digunakan namun hampir tak terlihat. Bayangkan, satu juta lembar graphene yang ditumpuk hanya memiliki tebal 1 milimeter.
Graphene bukanlah material silikon atau material lain yang telah ada sebelumnya. Graphene dibentuk oleh struktur kristal yang benar-benar terlihat dua dimensi.
Graphene merupakan material transparan tertipis, teringan namun terkuat sekalipun dibandingkan dengan material yang terlihat lebih padat seperti baja atau bahkan berlian.
Banyak yang menganggap bahwa graphene adalah penanda revolusi industri dan teknologi dengan potensi yang sangat luar biasa.
Mengapa Graphene Begitu Menarik?
Percayakah Anda bahwa graphene dapat melakukan hampir semua hal? Membuat teknologi terlihat semakin canggih. Ya, graphene dapat melakukan semua itu lebih baik daripada material lainnya.
Ingin baterai lithium bertahan 10 kali lebih lama namun hanya membutuhkan beberapa menit saja untuk isi ulang? Graphene dapat melakukannya.
Ingin membuat bendy touchscreens (layar sentuh fleksibel), atau mencetak sel surya, atau membuat sesuatu yang lebih keras dari berlian? Graphene dapat melakukan semua itu.
Graphene dapat membuat struktur super tipis yang sangat ringan namun 200 kali lebih kuat dari struktur yang terbuat dari baja. Bahkan, Anda dapat membuat sensor nano yang dapat mendeteksi kanker payudara dengan material yang satu ini.
Pertama Ditemukan dalam Selotip dan Pensil
Graphene pertama kali ditemukan melalui selotip dan grafit pada pensil pada tahun 2004 oleh Sir Andre Geim dan Sir Konstantin Novoselov di University of Manchester. Keduanya kemudian meraih Nobel dalam bidang fisika pada tahun 2010.
Sir Andre Geim (kiri) dan Sir Konstantin Novoselov (kanan)
Ketika tampil dalam Mobile World Congress Februari 2016, Novoselov menjelaskan mengapa dunia sangat bersemangat terhadap penemuannya tersebut.
Ia mengatakan: “Semua atom karbon dari graphene disusun dalam bingkai dua dimensi. Ini mungkin material terkuat, paling merenggang, paling permeabel, paling konduktif dst… Ada bahan lain yang memiliki salah satu sifat tersebut namun graphene memiliki semuanya.”
Novoselov percaya graphene dapat diaplikasikan dalam elektronik frekuensi tinggi (touch-panel), opto-elektronik (Photonics – cahaya) dan thermo-manajemen (baterai).
“Demam” Graphene
Industri graphene diperkirakan akan tumbuh dari US$20 juta di tahun 2014 menjadi lebih dari US$390 juta di tahun 2024, jelas ada banyak orang yang terarik untuk berinvestasi.
Sejak 2005, ada lebih dari 2.500 paten yang diterbitkan, beberapa dari mereka pertama kali diajukan di Cina, 18% di Amerika Serikat, 13% di Korea Selatan dan 1% di Inggris.
Graphene dalam Perangkat Elektronik
Graphene dapat memberikan apa yang kita butuhkan termasuk ponsel layar sentuh fleksibel dan perangkat komunikasi yang dapat digunakan secara instan.
“Kami telah berbicara tentang material yang fleksibel, transparan, dapat dipakai selama bertahun-tahun. Material yang tidak benar-benar fleksibel atau transparan selalu ada dalam dunia teknologi tetapi dengan graphene kita dapat membangun seluruh ekosistem ini,” kata Stijn Goossens, Postdoctoral insinyur penelitian, Nano-Optoelektronik, Institute ilmu fotonik (ICFO) di Barcelona.
Dalam dunia opto-elektronik, sensitivitas graphene membantu menciptakan sensor spektral pada benda yang dipakai dengan menggunakan cahaya untuk mengungkapkan segala sesuatu dari denyut jantung dan isi darah Anda, dan untuk aplikasi ponsel yang dapat memindai makanan.
Teknologi Baterai Menggunakan Graphene
Sejauh ini sudah ada langkah komersialisasi untuk memproduksi baterai menggunakan material graphene, salah satu perusahaan yang melakukannya adalah “Zap & Go”.
Apple juga dikabarkan tertarik dan mengambil paten untuk menggunakan graphene dalam membuat heatsink kecil untuk baterai di ponsel mereka. Ini memungkinkan penambahan kapasitas daya baterai tanpa harus mengubah ukuran fisik baterai.
Ketika graphene benar-benar digunakan untuk membuat baterai ponsel maka ponsel Anda akan jauh lebih ringan karena kita tidak akan banyak menggunakan tembaga atau aluminium.
Graphene juga akan lebih murah karena pada dasarnya graphene adalah karbon, yang jumlahnya cukup melimpah dibandingkan dengan logam seperti tembaga dan aluminium.
Graphene Bisa Sangat Baik Bagi Lingkungan
Kendaraan saat ini termasuk yang ditenagai oleh listrik akan menggunakan sejumlah energi yang cukup besar untuk menarik atau mendorong sesuatu yang berat dengan kecepatan tinggi.
Baterai berbasis graphene sangat mungkin diterapkan pada teknologi kendaraan elektrik. Jika biasanya diperlukan waktu lima jam untuk mengisi daya kendaraan maka graphene dapat melakukannya hanya dalam waktu lima menit.
Graphene juga sedang dikembangkan dalam hal desalinasi (menangkap/menyaring air garam di laut) sehingga dapat menyediakan pasokan air minum tak terbatas. Graphene dapat digunakan untuk membersihkan tumpahan minyak di air, membantu penggalian bahan radioaktif di dalam air dan memisahkan ion hidrogen.
Graphene dan Industri Lampu
Sebuah perusahaan di University of Manchester bernama Graphene Lighting telah mengomersialkan bola lampu LED yang menggunakan graphene sebagai filamen. Dapat bertahan dua kali lebih lama dari lampu LED, lebih terang dan jauh lebih murah jika diproduksi secara masal.
Potensi graphene sangatlah besar mengingat pasar bola lampu diperkirakan akan bernilai US$123 miliar pada tahun 2020.
Kendala
Ada beberapa masalah yang masih dihadapi industri graphene, salah satunya adalah tingginya permintaan saat ini tidak diimbangi dengan jumlah pasokan, membuat berbagai produsen mencari cara untuk menyelesaikan permasalahan ini.
Salah satu solusinya adalah menggunakan material dengan grade lebih rendah dalam jumlah besar.
Ada alasan bagus dibalik semua ini, selain untuk meningkatkan produksi, serpihan graphene adalah bahan yang paling konduktif di planet ini. Graphene dengan grade/kualitas lebih rendah masih mampu bersaing dengan logam.
Lalu Apalagi? Mengapa Graphene Belum Benar-benar Digunakan?
Pada dasarnya, graphene telah tersedia bahkan dalam bentuk yang kurang murni sekalipun. Lalu mengapa perusahaan eletronik belum menerapkan graphene pada produk mereka?
Selain masalah kurangnya pasokan, masih ada beberapa bahan atau material yang saat ini digunakan jauh lebih murah dari graphene.
“Untuk aplikasi elektronik yang canggih, itu semua tergantung pada investasi dan penggunaan jangka pendek. Jika seseorang menemukan pengaplikasian yang tepat dan bernani berinvestasi banyak, hal itu dapat dilakukan dalam dua tahun karena semua dasar-dasar nya sudah ada,” kata Goossens.
“Samsung telah berinvestasi banyak untuk graphene tapi kami tidak tahu mengapa mereka belum memulainya juga hingga saat ini. Saya menduga mereka belum menemukan pengaplikasian yang tepat sejauh ini,” tambahnya.
Graphene dianggap sebagai material alternatif hemat biaya pengganti silikon. Perusahaan seperti Samsung, Apple, Intel, Qualcomm, IBM perlu menyertakan komponen graphene dalam perangkat mereka dan berinvestasi dalam menjamin pasokan graphene kelas atas.