Graphene, Material Unik yang Memiliki Potensi di Masa Depan

Graphene menjadi material yang banyak diteliti dan dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir. Graphene merupakan alotrop karbon yang berbentuk lembaran datar tipis di mana setiap atom karbon memiliki ikatan sp2 dan dikemas rapat dalam bentuk kisi heksagonal. Graphene dapat dilihat sebagai jaring-jaring berskala atom yang terdiri dari atom karbon beserta ikatannya dengan jarak antar atom karbon sebesar 0,142 nm. Graphene sangat kuat, ringan, dan fleksibel sehingga dapat menjadi bahan ideal untuk berbagai aplikasi. Graphene memiliki sifat yang sangat menarik, termasuk konduktivitas listrik yang sangat baik, kekuatan yang luar biasa, dan fleksibilitas yang tinggi. Ini membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi, dari elektronik, penerbangan hingga perangkat biomedis.

Graphene ditemukan pada tahun 2004 oleh Andre Geim dan Konstantin Novoselov, kelompok riset dari Massachusetts Institute of Technology. Mereka menggunakan metode yang disebut 'peeling' untuk mengisolasi lapisan tunggal graphene dari grafit. Bagaimanapun, graphene tidak lain adalah satu lembar atom karbon dengan lapisan dan lembaran menumpuk yang digunakan untuk membuat grafit. Penemuan ini memenangkan Hadiah Nobel di bidang kimia pada tahun 2010. Sebelum penemuan ini, graphene telah dikenal dalam teori selama beberapa dekade, tetapi belum pernah berhasil diisolasi dalam bentuk tunggal. Setelah penemuan Geim dan Novoselov, penelitian tentang graphene meledak dan menjadi bahan yang sangat menarik untuk dikembangkan.

Graphene memiliki sifat unik yang membuatnya sangat menarik untuk diterapkan di berbagai aplikasi. Salah satu sifat uniknya adalah konduktivitas listrik yang sangat baik. Graphene yang sempurna terdiri dari sel-sel yang berbentuk heksagonal dan dua dimensi dalam perspektif elektron sehingga dapat menghantarkan listrik lebih cepat dari tembaga dan menghantarkan panas lebih baik daripada berlian. Sifat lain dari graphene adalah kekuatannya yang luar biasa sehingga diklaim sebagai material paling kuat di dunia karena selembar logam graphene memiliki kekuatan sekitar 300 kali lebih kuat dari baja. Graphene juga dikenal sebagai objek tertipis dan teringan di dunia dengan ketebalan hanya satu atom. Sebuah graphene berukuran 1 meter persegi memiliki berat hanya 0,0077 gram tetapi mampu menahan hingga empat kilogram berat badan.  

Graphene memiliki potensi untuk dikembangkan dalam berbagai bidang, antara lain elektronik, energi, dan kesehatan. Pemanfaatan graphene dalam bidang elektronik diantaranya dapat menggantikan microchip silikon dan baterai di perangkat elektronik serta menggantikan bodi eksternal. Persoalan kelebihan panas pada komputer juga bisa teratasi dengan ini. Sementara dalam bidang energi, superkapasitor graphene akan memakan waktu sekitar 5 detik untuk mengisi daya ponsel. Graphene juga dapat menghasilkan energi dari surya untuk mengisi daya ponsel. Bahan ini dapat digunakan untuk membuat sel surya yang lebih kuat, lebih mudah, dan lebih murah untuk diproduksi daripada silikon yang digunakan saat ini. Dalam bidang kesehatan, graphene dapat digunakan dalam pembangunan biosensor yang dapat mendeteksi penyakit genetik. Salah satu penyakitnya yaitu parkinson yang merupakan penyakit pada sistem saraf yang mengganggu kemampuan tubuh dalam mengontrol gerakan dan keseimbangan.

Banyaknya keunggulan yang dimiliki graphene membuatnya dapat dijadikan sebagai material yang berpotensi di masa depan. Namun, ada beberapa tantangan dan hambatan dalam pemanfaatan graphene yang perlu diketahui. Produksi graphene memerlukan teknologi yang canggih dan mahal serta masih perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui cara pemanfaatan graphene secara optimal. Selain itu, belum ada standar yang jelas mengenai kualitas dan spesifikasi graphene untuk dapat dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi.