Para insinyur menemukan cara baru untuk membuat graphene, ‘bahan ajaib’ yang dapat mengubah dunia

Para insinyur telah menemukan cara baru untuk menghasilkan ‘bahan ajaib’ graphene, yang pada akhirnya memungkinkannya memanfaatkan potensinya secara maksimal.

Ketika ditemukan dengan menciptakan satu lapisan atom karbon pada tahun 2004, para ilmuwan memuji material tersebut sebagai sebuah revolusi potensial. Ini sangat konduktif dan kuat, sehingga para ahli mengatakan ini dapat mengubah segalanya mulai dari penyimpanan energi hingga perangkat medis dan elektronik pribadi.

Namun potensi ini tidak pernah terwujud sepenuhnya. Hal ini antara lain karena sulitnya pembuatan secara bersih dan dalam skala besar.

Salah satu kendalanya adalah sulitnya membuatnya bersih dan bebas kotoran. Namun para peneliti mengatakan proses baru ini memungkinkan graphene diproduksi dengan cara yang bersih dan dapat direduksi.

Mereka melakukan ini dengan berupaya menemukan bahwa kualitas graphene berhubungan dengan oksigen. Jika terdapat sedikit saja oksigen di sekitarnya, hal ini akan sangat mempengaruhi laju pertumbuhan graphene dan berarti tidak dapat digunakan.

“Kami telah menunjukkan bahwa menghilangkan hampir seluruh oksigen dari proses pertumbuhan adalah kunci untuk mencapai sintesis graphene CVD yang berkualitas tinggi dan dapat direproduksi,” kata pemimpin peneliti James Hohn, dari Universitas Columbia. “Ini adalah tonggak penting menuju produksi graphene skala besar.”

Para insinyur secara tradisional membuat graphene dengan dua cara. Yang pertama menggunakan selotip untuk mengupas lapisan sepotong grafit hingga cukup tipis untuk digunakan sebagai graphene, menghasilkan sampel yang bersih, namun dalam skala kecil sehingga tidak mungkin digunakan secara industri.

Yang lainnya memungkinkan produksi lebih banyak dan dikenal sebagai pertumbuhan CVD. Ini melibatkan pelepasan gas yang mengandung karbon seperti metana di atas permukaan tembaga pada suhu yang sangat tinggi, yang menyebabkan metana terurai dan memaksa atom karbon tersusun ulang dalam lapisan graphene.

Hal ini memungkinkan mereka mencapai ukuran meter. Namun mereka juga mengalami masalah dengan kualitas yang dapat diandalkan.

Para peneliti telah menemukan bahwa oksigen apa pun dalam proses ini akan memperlambatnya atau bahkan menghilangkan graphene. Sejak itu, para insinyur telah mencoba membangun sistem baru yang dapat mengontrol oksigen dan mencegahnya mengganggu proses.

Kini para ilmuwan mengatakan mereka telah meningkatkan proses ini secara signifikan, memungkinkan graphene tumbuh lebih cepat dan andal. Mereka menemukan bahwa graphene yang dihasilkan juga menunjukkan semua perilaku yang diperlukan yang memungkinkannya digunakan dalam skala besar.

Pekerjaan ini dilaporkan dalam makalah baru berjudul “Reproducible Graphene Synthesis by Oxygen-Free Chemical Vapor Deposition,” yang diterbitkan dalam jurnal tersebut. alam.