Carbon Nanotube dan Teknologi Nano

Oleh Dr. Ratno Nuryadi

Aplikasi teknologi nano yang mampu merambah ke berbagai aspek, seperti bidang elektronika, material, biologi, kimia, dan lain-lain, telah membuat teknologi tersebut semakin popular dan menjadi tren teknologi saat ini. Dari segi bahasa, istilah ”nano” diambil dari ukuran suatu benda/material dalam skala nanometer.

Satu nanometer sama dengan sepermiliar meter. Ukuran ini sudah berdekatan dengan ukuran satu atom yang berukuran beberapa amstrong saja (1 amstrong sama dengan sepersepuluh nanometer). Berarti, suatu benda dalam skala nanometer tersusun dari atom dalam jumlah beberapa atom atau puluhan atom saja. Kita bisa mengimajinasikan perbandingan antara alam di sekitar kita yang berukuran satuan meter dan alam nanometer, ibarat membandingkan besar bumi yang berdiameter kurang lebih 13 ribu kilometer dengan kelereng yang hanya berdiameter 1.3 cm. J

adi benda-benda berukuran nanometer itu amat kecil sekali, bahkan hanya bisa dilihat dengan mikroskop modern dewasa ini, seperti atomic force microscopy (AFM), scanning tunneling microscopy (STM) atau mikroskop sejenisnya. Di bidang ilmu material, para ahli secara aktif menggali dan mengembangkan material baru dalam rangka menunjang perkembangan teknologi nano di bidang lain. Dalam kurun waktu 10 tahun ini saja, telah dikenal beberapa material baru, seperti carbon nanotube, fullerene, dendrimer dan lain-lain, yang ketika pertama ditemukan sempat menghebohkan para ahli karena karakteristiknya yang unik dan fantastis.

Carbon nanotube yang kemudian dikenal dengan singkatan CNT, mempunyai bentuk seperti pipa, yang di kulitnya tersusun atas unsur karbon dan di dalamnya terdapat ruang rongga. Material ini ditemukan pertama kali oleh peneliti dari perusahaan Nippon Electronics Company (NEC) Jepang bernama Sumio Iijima pada tahun 1991. Sebelumnya, Iijima menekuni material fullerene yang berbentuk mirip bola sepak, yaitu material berunsur karbon yang ditemukan pada tahun 1985. Pada masa itu, ribuan peneliti di seluruh dunia tertarik dan bersaing untuk mengeluarkan hasil risetnya tentang fullerene. Iijima sendiri memfokuskan penelitiannya terhadap bagaimana proses pertumbuhan fullerene melalui penggunaan alat mikroskop elektron, dan memprediksikan bahwa dalam pertumbuhannya akan didapatkan juga bentuk bawang bombay. Namun perkiraan Iijima ini ternyata meleset. Dia tidak mendapatkan bentuk bawang bombay melainkan fullerene dalam bentuk pipa dengan sifat kimiawi yang stabil. Hal ini tentu amat mengejutkan karena penemuan ini pun suatu hal yang istimewa. Selanjutnya material tersebut diberi nama carbon nanotube (CNT).

Penemuannya ini kemudian dipublikasikan pada majalah paling bergengsi di dunia sains yaitu Nature pada bulan November tahun 1991. Prestasi yang menakjubkan ini mengagetkan para peneliti saat itu, dan membuat mereka penasaran untuk menguji karakteristik yang dimilikinya. Maka, menjamurlah penelitian di seantero dunia dengan fokus CNT dari berbagai macam disiplin ilmu, baik itu segi pembuatan, mekanik, fisika, kimia maupun elektronik. Perlu diketahui bahwa jenis CNT yang pertama kali ditemukan oleh Iijima adalah CNT dengan dinding pipa berlapis-lapis, dan kemudian dikenal dengan multiwalled carbon nanotube (MWCNT). Meskipun CNT ini mempunyai karakteristik cukup unik, namun penelitian secara teori mengindikasikan bahwa jenis CNT berdinding satu lapis, yang dikenal dengan singlewalled carbon nanotube (SWCNT), mempunyai karakter lebih menarik dan fantastis. Terutama lagi, untuk SWCNT yang berdiameter lebih kecil dari 2 nanometer. Karena itu, merupakan problem mendasar bagi para peneliti saat itu untuk menemukan cara pembuatan SWCNT. Baru dua tahun kemudian (tahun 1993), Iijima dan grup penelitian International Business Machines (IBM) secara berdiri sendiri berhasil menemukan metode baru untuk membuat SWCNT. Metode pembuatan ini terus mendapat perhatian, yang akhirnya pada tahun 1996, grup penelitian Universitas Rice, Amerika, berhasil mengembangkan metode pembuatan SWCNT dalam jumlah besar. Selain bisa membuat dalam jumlah cukup besar, yang lebih menarik lagi adalah bisa dibuatnya SWCNT dalam ukuran/diameter yang hampir sama. Dalam perkembangannya, peneliti dari universitas Cambridge, Inggris juga berhasil menemukan sebuah metode yang selain bisa membuat SWCNT dalam diameter yang seragam, bisa juga memposisikan CNT di suatu sampel, yang antara satu dengan lainnya mempunyai jarak yang teratur. Suksesnya metode penumbuhan ini mengantarkan para peneliti lebih mudah berkreasi dalam mengembangkan penelitiannya di berbagai aspek bidang.

Meskipun penemuan CNT lebih lambat dibandingkan fullerene, namun aplikasinya lebih cepat direalisasikan. Ini disebabkan karena teknologi pengontrolan posisi CNT pada suatu obyek lebih cepat ditemukan. Jika dilihat dari sifat yang dimilikinya, aplikasi CNT pada dasarnya bisa dibagi dalam tiga kelompok, yaitu dari sisi kekhasan bentuknya, karakteristik listrik dan karakteristik kimiawinya. Dari sisi kekhasan bentuknya, CNT yang mempunyai bentuk yang sangat lancip dan pada kondisi tertentu mempunyai daya penghantar listrik yang tinggi, mudah memancarkan elektron dari ujung CNT ketika tegangan listrik dikenakan. Karena itu, CNT potensial sekali dipakai untuk divais field-electron emitter (FE). FE adalah divais yang dipakai untuk pembuatan flat-panel display. Penggunaan CNT pada FE, menjadikan FE bisa bekerja secara efisien meskipun pada tegangan rendah. Ini berarti, divais FE dengan energi rendah bisa mudah direalisasikan. Sampai saat ini, penggunaan material CNT untuk flat-panel display sudah mencapai pada tingkat percobaan, dan sukses sebagaimana yang diharapkan.

Diperkirakan, di masa mendatang akan menjadi pesaing berat bagi display dari jenis liquid kristal, plasma display atau jenis lainnya. Selain bisa diaplikasikan pada pembuatan display, karena sifat mekanik yang kuat namun lentur, dan sifat kimiawinya yang stabil, CNT juga potensial untuk digunakan sebagai jarum pada mikroskop modern jenis scanning probe microscopy (SPM). Penggunaan CNT sebagai jarum ini akan mempermudah untuk mendeteksi suatu struktur berukuran nanometer, bahkan sampai ukuran atom. Aplikasi lain dari CNT ini adalah digunakannya CNT sebagai elektroda tembus pandang. Elektroda jenis ini dibutuhkan dalam pembuatan solar cell, yaitu jenis teknologi untuk merubah energi cahaya menjadi energi listrik. Dari sisi karakteristik listriknya, CNT mendapat perhatian yang luar biasa, terutama dalam kaitannya dengan pembuatan kuantum divais. Ini karena, sifat penghantaran listrik pada CNT bisa dikontrol menjadi bersifat konduktor, isolator atau semikonduktor, dengan cara mengubah metode penggulungan CNT. Yang lebih penting lagi, struktur SWCNT yang berdiameter 1-2 nanometer namun mempunyai panjang lebih dari 1 mikrometer, bisa berfungsi sebagai quantum wire (kuantum kawat).

Ukuran antara mikro dan makro ini berada pada wilayah mesoskopik yang di dalamnya akan muncul fenomena unik seperti single-eletron tunneling atau fenomena kuantum lainnya (Kompas, 12 Mei 2004). Selama ini, kuantum kawat berukuran puluhan nanometer hanya dibuat melalui teknologi semikonduktor. Itu pun diperlukan ketelitian yang tinggi dan biaya yang tidak murah. Karena itu, bisa diproduksinya SWCNT dalam jumlah yang besar, dan sifat penghantarannya yang mudah diprediksi, menjanjikan angin segar untuk diaplikasikan dalam berbagai divais elektronika. Dari sisi karakteristik kimiawinya, CNT bisa dipakai sebagai material penyerap dan penyimpan gas hidrogen, material yang diperlukan dalam pembuatan full cell.

Full cell adalah jenis baterai yang bisa membangkitkan energi listrik dari reaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen. Jenis pembangkit ini mendapat perhatian yang tinggi terutama bagi para peneliti bidang energi, karena diharapkan bisa menggantikan energi minyak bumi yang sekarang banyak dipakai di berbagai bidang. Full cell ini merupakan teknologi yang sangat ramah terhadap lingkungan, karena dari output-nya hanya menghasilkan air saja. Di Jepang, walaupun jumlahnya masih sedikit, sebagian dari mobil atau taksi yang berjalan di jalan umum sudah menggunakan teknologi ini dan tidak menggunakan bensin atau solar sebagai bahan bakarnya.

Demikianlah, teknologi nano khususnya CNT telah mendapat perhatian yang besar di negara-negara maju, seperti Jepang, Amerika maupun Eropa, karena merupakan teknologi yang sangat potensial di masa mendatang. Kabarnya, di negeri tetangga kita seperti Malaysia, Singapura dan Thailand juga tidak ketinggalan mulai menanam saham dengan mengembangkan penelitian teknologi ini. Bagaimana dengan Indonesia? Kalau tidak mau tertinggal negara lain di kemudian hari, sudah sepatutnya pemerintah Indonesia memikirkan kebijakan pengembangan teknologi nano di Indonesia. Mudah-mudahan pemerintah baru yang terbentuk lewat pemilu Juli 2004 nanti mempunyai arahan ke sana. (*) Penulis adalah peserta program post doctoral pada bidang Nanoteknologi semikonduktor di Shizuoka University, Jepang.

sumber : http://www.sinarharapan.co.id/berita/0406/29/ipt01.html

10 responses to this post.

  1. Posted by hebron on 14 Oktober 2009 at 15:03

    Kapan indonesia menguasai teknologi CNT ini.

    Balas

    • terima kasih telah mampir ke blog saya.
      saya belum tahu kapan indonesia menguasai CNT.
      namun di laboratorium material fisika universitas diponegoro sudah bisa membuat CNT.

      Balas

      • As WW.

        Saya Boy Bachtiar peneliti dari FKGUI, Jakarta. Saya tertarik dengan CNT ini. Saya sendiri giat melakukan riset toksin bakteri, baik bakteri mulut maupun non-oral microorganisme.

        Saya sedang mencari ahli yang bersedia menjadi mitra untuk mengembangkan biosensor, untuk mengdeteksi patogen di saliva atau dari makanan. Saya sangat berterima kasih jika ada ahli yang bersedia merespon keinginan ini.

        Hormat saya

        Boyu M Bachtiar
        boybachtiar@yahoo.com
        boy_mb@uiac.id

        Balas

      • Posted by hebron on 18 September 2010 at 11:00

        @agung: Di univ. sumut (USU) belum ada laboratorium teknologi CNT, seandainya saya ingin belajar tekonologi ini bolehkah ke Undiv. Dan bagaimana prosedurnya? (Saya seorang dosen)

        Balas

  2. As WW.

    Saya Boy Bachtiar peneliti dari FKGUI, Jakarta. Saya tertarik dengan CNT ini. Saya sendiri giat melakukan riset toksin bakteri, baik bakteri mulut maupun non-oral microorganisme.

    Saya sedang mencari ahli yang bersedia menjadi mitra untuk mengembangkan biosensor, untuk mengdeteksi patogen di saliva atau dari makanan. Saya sangat berterima kasih jika ada ahli yang bersedia merespon keinginan ini.

    Hormat saya

    Boy M Bachtiar
    boybachtiar@yahoo.com
    boy_mb@uiac.id

    Balas

  3. Posted by susetyo on 16 Juni 2010 at 17:59

    dimana saya bisa beli?

    Balas

  4. Izin kopi, lgi mo buat makalah tentang sifat mekanik dan elektrik carbon nanotube..🙂
    Klo bisa, minta sumber-sumber terkait ato referensinya.

    Balas

  5. Reblogged this on RUANG, UKURAN DAN ESTETIKA and commented:
    Tugas KPIP lalala~ yeyeye~

    Balas

  6. Posted by ajeng on 13 Mei 2012 at 21:04

    saya lagi mencoba menumbuhkan CNT di lab fismatel ITB,,, Saya sedang mencari referensi untuk mekanisme aplikasinya.

    Balas

  7. Posted by Alfian Sambanyu on 20 Januari 2014 at 17:32

    aplikasi dari segi mekaniknya apa ?
    apakah bisa material ini dibuat untuk struktur suatu bangunan ? karena setahu saya material ini sangat kuat. terimakasih

    Balas

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: