Nanoscience

Graphene sudah ditumbuhkan dari berbagai macam material seperti plasik, kecoak, kue kering, dan kotoran anjing, dan secara teoritis dapat ditumbuhkan dari sumber karbon apapun. Namun, para peneliti masih mencari prekursor dan metode penumbuhan graphene yang scalable, ekonomis dan berkelanjutan, karena syarat itulah yang dibuhkan untuk merealisasikan komersialisasi alat berbasis graphene secara luas.

Dalam penelitian terbaru, para peneliti telah menumbuhkan graphene dari tanaman Gelam Wangi atau Teh Pohon Melaleuca alternifolia, tanaman yang sama yang digunakan untuk membuat minyak esensial dalam obat tradisional. Para peneliti menunjukkan bahwa mereka dapat membuat lapisan dengan area luas dan hampir tampa cacat dari minyak teh pohon/gelam wangi dalam hitungan detik hingga beberapa menit, dimana metode pertumbuhan yang digunakan selama ini butuh beberapa jam. Tidak seperti metode yang ada, metode yang baru ini jugga bekerja pada temperatur yang relatif rendah, tidak membutuhan katalis, dan tidak bergantung pada metana, atau prekursor yang tidak dapat terbarukan, beracun atapun mudah meledak.

Peneliti, Prof. Mohan V. Jacob di James Cook University Queensland, Australia, dan kolaborasi dari beberapa intitusi di Australia, Singapura, Jepang, dan Amerika, telah menerbitkan makalah mengenai teknik baru untuk menumbuhkan graphene dari ekstrak teh pohon/gelam wangi dalam jurnal Nano Letters terbitan terbaru.

“Penelitian ini menyadarkan tentang sintesis dengan kualitas bagus, beberapa layer graphene dari prekursor yang ramah lingkungan,” kata Jacob pada Phys.org. “Secara keseluruahan, pembuatan graphene dengan area yang luas dengan menggunakan prekursor yang cepat dan ramah lingkungan serta sintesis tempertaur rendah adalah hal signifikan dari penelitian ini.”

Untuk menumbuhkan graphene, para peneliti menggunakan teknik yang dinamakan plasma-enhanced chemical vapor deposition. Peneliti memasukkan ekstrak teh pohon/gelam wangi kedalam tabung yang dipanaskan, sama seperti halnya yang dilakukan dengan gas metan dalam versi sebalumnya. Sesaat setelah menghidupkan plasma dengan elektroda, uap seketika berubah menjadi lembaran graphene.

Dalam setiap metode penumbuhan graphene, produk akhir graphene menjadi sedikit berbeda. Yang terjadai disini adalah graphene dengan permukaan yang luas dan ujung yang panjang, estimasi dari para peneliti, total panjang ujung dalam satu centimeter persegi dalah 2.6 km. Ujung graphene sangatlah berpengaruh pada sifat material keseluruhan, dengan ujung yang panjang menawarkan kelebihan dalam banyak penggunaan, termasuk elektroda baterai dan sensor kimia.

Sifat unik lain dari graphene yang ditumbuhkan di sini adalah: merupakan sample graphene paling hydrophobic hingga saat ini. Secara umum, ke-hydrophobic-an naik seiring bertambahnya layer pada graphene, dari 2D menjadi 3D. Sesuai dengan relasi tersebut, gambar mikroskop menunjukkan fitur 3D nanoscale pada permukaan graphene, yang sepertinya menjadi penyebab kuatnya sifat hydrophobic. Hasil ini menunjukkan graphene ini mungkin dapat digunakan untuk membuat berbagai permukaan dan lapisan super hydrophobic seperti peralatan medis dan kain tahan air.

Para peneliti juga mengharapkan bahwa graphene yang diproduksi dari teh pohon/gelam wangi ini mempunyai penggunaan potensial dalam nonvolatile memori device generasi berikutnya yang disebut memristor, yang menyimpan memori dalam tingkatan hambatan listriknya. Mereka mendemonstrasikan kemungkinan ini dengan meletakkan semikonduktor diantara graphene ini dengan aluminum, membuat device yang memiliki sifat memristive.

Para peneliti merencanakan pendalaman penggunaan seperti ini dan lainnya di masa yang akan datang.

“Kami akan memfokusakan pada pengoptimalan sifat material dan implementasi material ini dalam berbagai peralatan elektronik.” ucap Jacob. (phys)