Material yang paling mahal di dunia bukan berlian dan emas atau logam mulia lainnya, tetapi suatu material berbasis karbon berupa lapisan atom karbon yang di dalamnya tersimpan molekul-molekul lain yang diciptakan oleh ilmuwan Inggris. Harganya selangit, mencapai 100 juta pound sterling per gram (sekitar USD 150 juta) atau setara dengan Rp. 2 Triliun per gramnya.
Material endohedral fullerene adalah material berupa kerangkeng atom-atom karbon yang berisi atom-atom nitrogen. Material baru itu diciptakan ilmuwan di Laboratorium Universitas Oxford menjadi material termahal di dunia dengan harga yang ditaksir mencapai USD150 juta atau sekira Rp2 Triliun per gramnya. Ditemukan oleh seorang ilmuan bernama Dr Kyriakos Porfyrakis.
Apa saja kegunaannya sehingga dihargai setinggi itu?
Material ini digunakan untuk membuat jam atom, sistem penunjuk waktu paling akurat di dunia, dalam ukuran portabel. Sampai saat ini, jam atom hanya bisa dibuat dalam ukuran yang menghabiskan satu ruangan untuk menempatkannya. Kegunaan lainnya adalah untuk membuat sebuah sistem navigasi GPS untuk mobil tanpa pengendara dengan tingkat ketepatan hingga 1 milimeter.
Atom karbon ada dalam berbagai bentuk, termasuk bentuk wajik dan graphene. Fullerene yang dinamakan Buckminsterfullerene ini terbentuk dari 60 karbon atom. Material ini juga disebut sebagai bucky ball karena bentuknya yang menyerupai bola.
Design Carbon Materials, sebuah perusahaan pengembangan milik Universitas Oxford yang telah meneliti material ini selama lebih dari 12 tahun, baru-baru ini menjual 200 mikrogram endohedral fullerene dengan harga Rp444 juta. Tingginya harga material tersebut disebabkan tingkat kesulitan pembuatannya. Para peneliti harus bekerja dalam tingkat atomik, membuatnya sangat sulit untuk diproduksi dengan cepat dan jumlah besar.
Tentang Fullerenes
Fullerene adalah nama generik untuk alotrop karbon 3 dimensi, dengan molekul C60 yang berbentuk bola yang merupakan hasil riset dari R. E. Smalley, H. W. Kroto dkk. ketika mereka mendeteksi C60 ini pada spektrum massa dari pemanasan grafit dengan laser pada tahun 1985.
Strukturnya adalah ikosahedral terpancung (di sudut-sudutnya) dan antar atom karbonnya terdapat karakter ikatan rangkap. Fuleren larut dalam pelarut organik, dalam benzen larutannya bewarna ungu. Biasanya, fuleren diisolasi dan dimurnikan dengan kromatografi. Fulleren memiliki sifat superkonduktor.
Fullerenes mendekati sarang berlubang yang terdiri dari atom carbon yang saling berhubungan pada ring pentagonal dan heksagonal. Masing-masing atom carbon pada permukaan sarang yang berikatan pada tiga carbon tetangga dengan hibridisasi sp2.
Bentuk paling terkenal dari fullerene adalah C60 yang dikenal dengan nama “buckyball”. Selain fullerenes, ada juga bentuk lain dari alotrof Karbon yakni carbon intan, nanotube, dan grafen yang merupakan lembaran dari grafit.
Fullerene tersusun dari unsur murni karbon berjumlah 60 atom (dikenal dengan C60) atau lebih yang antara satu dengan lainnya terhubung dengan ikatan kimia berjenis orbital sp3. Selama ini telah dikenal beberapa jenis fullerene seperti C60, C70, C120, dan lain-lain. Dari jenis tersebut, C60 merupakan material yang paling populer karena yang ditemukan pertama dan berbentuk unik seperti bola sepak.
Sebelum fullerene muncul, para ahli kimia karbon beranggapan bahwa tidak ada lagi material dari unsur karbon yang lebih stabil dari berlian dan grafit. Karena itu, munculnya fullerene dengan komposisi unsur karbon simetris dan bentuk yang elok, amat menyegarkan iklim penelitian di bidang kimia karbon. Penemuan fullerene memicu ditemukannya material baru bernama carbon nanotube (disingkat CNT) berbentuk pipa, yang tidak kalah penting di bidang teknologi nano.
Kalau awalnya para ahli hanya mengakui kalau zat C60
bersifat stabil, maka baru pada tahun 1990, dua peneliti bernama W Kratschmer
dari Jerman dan D Huffman dari Amerika dalam suatu kerja sama penelitian,
berhasil memproduksi C60 dalam skala besar dengan metode baru. Hasilnya, bentuk
C60 bisa diukur dan dibuktikan memang seperti bola sepak seperti prediksi
penemunya.
Hasil eksperimen tersebut menguatkan keberadaan fullerene
dan sekaligus membuat penasaran para peneliti untuk menguji karakteristiknya.
Maka menjamurlah penelitian dengan fokus fullerene dari berbagai macam disiplin
ilmu.
DILIHAT dari sifat penghantar listrik, pada umumnya
fullerene bersifat isolator. Tetapi, jika logam alkali didoping/dimasukkan ke
dalam fullerene, maka pada suhu ruangan material ini akan bersifat sebagai
logam. Telah ditemukan juga, jika unsur "kalium" yang didopingkan,
benda tersebut berubah menjadi superkonduktor.
Tahun 2001 ditemukan lagi keunikan material baru tersebut,
yakni bahwa fullerene bersifat sebagai magnet pada suhu dan tekanan yang
tinggi. Dengan metode lain bisa didapatkan pula fullerene yang bersifat sebagai
semikonduktor. Begitulah, banyak fenomena-fenomena unik yang muncul dari
fullerene ini, yang mungkin masih akan terus bertambah.
Sifatnya penghantar fullerene yang bisa dikontrol, struktur
dalam ukuran nanometer, dan sifat kimiawi yang stabil inilah yang menarik
perhatian para peneliti karena yakin bisa diaplikasikan di bidang elektronika
terutama kuantum.
Sekarang saja telah banyak perusahaan-perusahaan
elektronika, terutama di Jepang (seperti Toshiba, Sumitomo Kagaku, Osaka Gas,
Mitsubishi Kagaku, dan lain-lain) memakai material fullerene untuk
mengembangkan solar cell (penghasil energi dari sinar matahari). Selain
cost-down yang memungkinkan, fullerene berpotensi menghasilkan solar cell
dengan efisiensi yang lebih tinggi dibanding solar cell dari poli-silikon
sekarang.
Fullerene juga berpotensi digunakan dalam pengembangan fuel
cell, sebagaimana dilakukan grup peneliti di Institut Teknologi California dan
perusahaan Sony Jepang. Fuel cell adalah jenis baterai pembangkit energi listrik
dari reaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen. Karena output-nya hanya
menghasilkan air saja, teknologi ini tidak polusif dan sangat ramah lingkungan.
Dalam baterai fuel cell, penggunaan fullerene diharapkan
bisa menghasilkan fuel cell dalam ukuran kecil yang tidak bisa direalisasikan
dengan bahan yang dipakai sekarang.
APLIKASI lain dari fullerene adalah untuk hardisk komputer,
karena fullerene punya sifat magnet dalam kondisi tertentu. Fullerene juga bisa
diaplikasikan dalam bidang kesehatan. Konon, fullerene berpotensi untuk mencegah perkembangan
virus HIV (Human Immunodeficiency Virus), yang berarti memungkinkan dipakai
sebagai obat AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrome)
Referensi
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Endohedral_fullerene.png
- http://bagikertas.blogspot.co.id/2015/12/material-termahal-di-dunia-ini-dijual.html
- http://www.beritaanehdidunia.com/2016/02/apa-itu-fullerene-endohedra-material.html
- https://www.kelaskimia.com/endohedral-fullerenes-usd-150-juta-per-gram-apa-fungsinya-ya/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar