HAI grafena adalah kristal dua dimensi yang dibentuk oleh ikatan antara atom karbon, dengan segi enam yang membentuk sesuatu seperti jaring kawat atau jaring gawang. Oleh karena itu, ini adalah alotrop karbon sintetis lainnya, yang berasal dari salah satu alotrop alaminya, grafit, yang sama digunakan dalam pensil untuk menulis. Bahan ini memiliki sifat luar biasa, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
é sangat baik - itu setebal atom;
é sangat tahan - itu sekitar 200 kali lebih kuat dari baja dan lebih kuat dari berlian, dalam proporsinya;
é fleksibel;
Graphene adalah bahan yang ringan, fleksibel, sangat tahan dan transparan
memiliki konduktivitas termal dan listrik yang tinggi - konduktivitas listriknya adalah 100 kali lebih cepat dari tembaga, yang merupakan konduktor yang paling banyak digunakan di dunia. Studi awal telah menunjukkan bahwa kecepatan elektron dalam graphene adalah 1000 km/s (60 kali lebih cepat dari silikon, yang merupakan elemen yang saat ini digunakan dalam semikonduktor, transistor untuk
keripik, sel surya dan banyak sirkuit elektronik) dan dapat mencapai kecepatan 3000 km/s dengan kualitas kristal yang sangat baik;é tahan air - mampu memblokir bahkan helium, gas yang sangat ringan;
memiliki kekerasan tinggi;
é sangat ringan dan tipis, seperti serat karbon, tetapi lebih fleksibel. Dengan 1,0 gram graphene, dimungkinkan untuk menutupi permukaan 2700 m2;
memiliki efek Joule yang lebih sedikit – kehilangan lebih sedikit energi dalam bentuk panas dengan menghantarkan elektron;
é transparan - mentransmisikan 97,5% dari cahaya;
é murah - bahan bakunya berlimpah (graphene dapat berasal dari bahan karbon apa saja);
dapat memperbaiki diri sendiri-jika.
Sifat bahan ini mulai dipelajari lebih lanjut dan diungkapkan pada tahun 2004 oleh ilmuwan Andre Geim dan Konstantin Novoselov, dari Universitas Manchester, yang karenanya menerima Hadiah Nobel Fisika 2010. Mereka diperoleh graphene saat membersihkan permukaan papan grafit, secara bertahap memakainya dengan pita perekat.. Ketika mereka menganalisis residu grafit yang tersisa pada pita di bawah mikroskop atom, mereka melihat bahwa residu ini mempertahankan struktur kristal heksagonal grafit dan yang juga memiliki susunan elektron simetris yang khas yang meningkatkan daya konduksi. Dalam graphene, elektron berperilaku seolah-olah mereka tidak memiliki massa. Pengujian menunjukkan bahwa itu bekerja dengan sangat baik sebagai transistor.
Andre Geim dan Konstantin Novoselov memenangkan Hadiah Nobel Fisika 2010 untuk penemuan terkait graphene *
Seperti yang ditunjukkan dalam teks alotropi karbon, grafit dibentuk oleh pelat atau lapisan segi enam yang tertarik satu sama lain di ruang angkasa. Grafena dibentuk hanya oleh salah satu pelat ini, memiliki proporsi nanometrik (1 nanometer sama dengan sepersejuta bagian meter (10-9 m)). Kamu nanotube karbon mereka dibungkus graphene. Bentuk alotropik sintetis lainnya dari karbon, C60 (buckmininterfullerene), seperti graphene yang dilipat menjadi bentuk bola sepak.
Struktur alotrop karbon - graphene, grafit, C-60 dan karbon nanotube
Jadi, karena semua kualitas yang disebutkan ditemukan dalam satu bahan, penelitian the tentang kemungkinan menggunakan graphene telah dimanfaatkan, menjanjikan untuk menjadi sebuah revolusi teknologi.
Di antara yang mungkin aplikasi dari graphene yang bisa mengubah dunia yang kita kenal adalah:
Memilikimenampilkan fleksibel yang bisa dilipat. Contohnya adalah layar tablets dan smartphone yang, ketika mereka jatuh, mereka pecah. Grafena akan digunakan untuk menghasilkan a layar sentuh (layar sentuh), fleksibel, transparan dan tidak mudah pecah. Ini akan menggantikan ITO (indium-doped tin oxide) yang saat ini digunakan di layar sensitif;
mempercepat internet. Graphene telah terbukti mampu mengubah informasi optik menjadi listrik dengan kecepatan sekitar 100 kali lebih cepat daripada konverter listrik;
dapat digunakan dalam elektronik untuk menghilangkan panas;
Dalam produksi sensor, karena graphene seluruhnya dibentuk oleh luas permukaan;
Dalam perangkat fotonik;
Diindustri kedirgantaraan, angkatan laut, otomotif dan sipil;
Dalam produksi komposit;
Dibidang biomedis, misalnya, untuk membuat prostesis yang fleksibel dan ringan serta implan;
di bidang telekomunikasi;
Dalam pembangkit listrik, seperti pada panel surya, sel hidrogen, dan baterai tahan lama;
Pada kamera foto yang lebih sensitif;
Pada kabel kecepatan tinggi;
Dalam lukisan yang menyerap energi.
Komunitas Eropa telah meluncurkan program yang akan mengalokasikan satu miliar dolar untuk penelitian tentang graphene di beberapa negara. Penelitian tentang bahan ini di Brasil dilakukan terutama di Universidade Presbiteriana Mackenzie, yang menginvestasikan 30 juta reais untuk membuat MackGrafe, sebuah pusat penelitian tentang graphene.
Masih harus dilihat aplikasi graphene mana yang benar-benar akan menjadi kenyataan di masyarakat kita.
* Hak cipta gambar: benteng76/Shutterstock.com
Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm