Kita sering menjumpai karbon dalam kehidupan sehari-hari, seperti arang, grafit untuk membuat pensil, dan berlian. Namun, Carbon Nanotube (CNT) mungkin masih terdengar asing di kalangan masyarakat karena CNT tidak diproduksi pada skala besar dan harganya relatif mahal (dijual seharga Rp60.000,00/gram di salah satu platform penjualan online). Carbon Nanotube (CNT) merupakan salah satu jenis dari karbon nanostruktur yang berbentuk silinder. CNT pertama kali ditemukan oleh fisikawan asal Jepang bernama Sumio Iijima pada tahun 1991. CNT memiliki ikatan sp3 menyerupai struktur grafit, ikatan ini lebih kuat dibandingkan dengan ikatan sp2 yang dimiliki oleh intan.
Bentuk Struktur dari CNT
CNT memiliki struktur yang memanjang dengan satu lapis dinding yang disebut Single Walled Nanotubes (SWNT) dan ada yang memiliki dua lapis dinding yang disebut Multi Walled Nanotubes (MWNT). CNT juga memiliki struktur melingkar yang dikenal dengan istilah Torus.
Karakteristik Carbon Nanotubes
- Konduktivitas Listrik dan Panas
CNT dapat bersifat sebagai konduktor. Ketika bersifat konduktor, CNT memiliki konduktivitas sebesar 1 Milyar Ampere per 1 cm2. Dengan konduktivitas sebesar itu cenderung membuat material CNT menyerap panas dalam jumlah banyak yang dapat menyebabkan CNT meleleh. Akan tetapi, dengan hambatan yang cukup rendah mampu menurunkan panas tersebut. CNT dapat mentransmisikan 6000 W/m/K di suhu ruangan. Selain itu, nanotube tetap stabil hingga suhu 2800 °C di ruang hampa udara dan sekitar 750 °C di udara bebas.
- Kekuatan Mekanik
CNT memiliki modulus elastis dan sifat peregangan yang sangat baik dikarenakan memiliki ikatan sp3. Tipe MWNT dapat menahan regangan hingga 63 GPa (pada baja karbon terbaik saat ini hanya mampu menahan regangan hingga 1.2 GPa). Modulus elastik CNT dapat mencapai 1 TPa. CNT memiliki kekuatan mekanik hingga 48462 kN.m/kg (dibanding baja karbon terbaik hanya 154 kN.m/kg).
- Sifat Vibrasi
Atom memiliki pola getaran yang kontinu dan periodik. Pada MWNT, lapisan di dalam akan bergetar hingga mendekati pola gerakan yang sempurna tanpa adanya gesekan dengan lapisan di atasnya.
Lalu, apa saja sih kegunaan Carbon Nanotubes?
CNT telah digunakan sebagai detektor kebocoran polusi gas atau detektor polusi udara. Saat ini CNT digunakan pada komponen gerbang logika seperti ultracapacitor, spin transistor, FET inverter. CNT juga diimplementasikan dalam sistem nano elektromekanikal seperti elemen memori (NRAM) dan motor listrik skala nano. CNT juga digunakan untuk pengembangan alat biosensor untuk mendeteksi sel kanker.
Potensi dan Tantangan CNT sebagai Material Masa Depan
CNT dapat dimanfaatkan sebagai material masa depan untuk membuat elevator luar angkasa dengan fleksibilitasnya dan kekuatannya yang sangat luar biasa melebihi kekuatan baja. Saat ini dalam situasi pandemi, banyak perusahaan bersaing menerapkan CNT untuk tes diagnosa COVID-19 salah satunya perusahaan AS yang bersaing untuk FDA Emergency Use Authorization (EUA). Namun, CNT saat ini hanya diproduksi dalam jumlah yang sedikit dikarenakan harga yang relatif mahal. Di Indonesia, belum ada perusahaan yang memproduksi CNT dikarenakan dari segi teknologi masih belum mumpuni. CNT sendiri masih dalam tahap penelitian dan diharapkan nantinya kita sebagai penerus bangsa mampu mengembangkan teknologi handal ini untuk bersaing secara kompetitif dengan negara lain.
Referensi
- Handayani, Murni. 2013. “Carbon Nanotube : Material Cerdas Untuk Teknologi Masa Depan”. Diakses pada http://majalah1000guru.net/2013/05/carbon-nanotubes-material-cerdas/ tanggal 5-September-2021
- Mu’minin, Amiril. “Carbon Nanotube”. Diakses pada http://maulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/03/CARBON-NANOTUBE.pdf tanggal 5-September-2021
