Graphene Membuka Peluang Baru Abad ke-21

Antara peralatan yang berpotensi dihasilkan dengan 'Graphene'.

Graphene merupakan bahan baru yang membuka peluang baru bagi para saintis untuk mencipta pelbagai barang berguna merangkumi pelbagai lapangan dari elektrik, elektronik, binaan dan lain-lain lagi. Secara kasarnya ‘graphene’ adalah terdiri daripada karbon iaitu ‘graphite’ adalah bahan yang sama digunakan untuk pensil dan juga bahan yang membentuk berlian.

Graphene adalah bahan yang terbentuk daripada Karbon sama juga seperti graphite (yang digunakan pada pensil) mahupun yang memebentuk berlian (dalam bentuk yang lebih keras). Apa yang membezakan kedua bahan ini adalah susunan atomnya yang membezakan antara graphite dan berlian. Jadi graphene juga adalah bahan yang terhasil daripada Karbon dengan susunan atom yang berbeza pula.

Perbezaan susunan atom pada beberapa bahan Karbon.

Susunan atom Karbon pada 'Graphene'.

Ketulan Graphite.

Apa yang berbeza bagi graphene adalah ia hanya terdiri daripda Karbon dengan ketebalan satu atom sahaja – dan ini amat nipis (ia mengambil tiga juta laipisan graphene untuk membentuk ketebalan 1 mm). Atom-atom graphene tersusun dalam satu lapisan dengan membentuk cincin hexagon yang kelihatan seperti sel-sel pada sarang lebah.

Walaupun pengetahuan mengenai sifat-sifat elektrik pada graphite diketengahkan pada 1947 oleh seorang saintis fizik Canada iaitu Philip Wallace yang membuka minat para pengkaji lain untuk mendalami sifat-sifat pada bahan ini. Ia turut mendapat perhatian dari seorang lagi saintis pemenang Nobel-Prize iaitu Linus Pauling yang memberikan gambaran mengenai berapa nipisnya lapisan satu atom karbon dan sifat-sifatnya semenjak tahun 1960. Pada 1962 bahan ini dinamakan graphene oleh pakar kimia (chemist) Hanns-Peter Boehm, yang melihatnya di bawah mikroskop elektron setahun sebelum itu.

Kajian mengenai graphene ini berterusan selama beberapa dekad dan menemukan bahan-bahan lain seperti “fullerenes” (bahan karbon dengan molekul membentuk bola) dan juga “nanotubes” (bahan karbon dengan molekul berbentuk paip/silinder). Graphene pertama dihasilkan pada tahun 2004 oleh saintis Russia iaitu Andre Geim dan juga Konstantin Novoselov pada masa itu bertugas di University of Manchester, UK. Graphene pertama dihasilkan dengan pita pelekat dan serpihan graphite dengan melekat dan menariknya secara berulang-ulang sehingga menghasilkan lapisan satu atom graphite terhasil – ia adalah graphene.

Andre Geim dan Konstantin Novoselov.

Penerangan mengenai bahan Karbon.

Aerogel dihasilkan dari Graphene adalah amat ringan.

Empat tahun kemudiaannya kumpulan dari Mahcester berjaya menghasilkan transistor graphene pertama dengan ketebalan satu atom dan kelebaran sepuluh atom. Pada tahun yang sama juga Rice University di United States membina “flash-memory” menggunakan graphene. Melalui penemuan ini, penghasilan bahan menggunakan graphene menjadi lebih mudah dan Andre Geim dan juga Konstantin Novoselov menerima penganugerahan di “2010 Nobel Prize in Physics”.

Graphene merupakan bahan yang akan digunakan di dalam kebanyakan rekaan manusia pada abad ini. Ini kerana bahan ini merupakan bahan yang ditunggu-tunggu untuk memperbaiki bahan sedia ada daripada lapangan elektrik/elektronik sehinggalah kepada bahan binaan seperti badan kapal terbang. Semenjak penemuannya, kesemua lapangan ini berusaha untuk mengkaji kesesuaian graphene untuk digunakan pada lapangan masing-masing.

Gaphene mempunyai sifat-sifat yang sangat unik oleh kerana susunan atom Karbonnya yang sekata, kukuh dan tersusun. Ini membolehkan ia mempunyai sifat-sifat yang terdapat pada bahan logam yang penting seperti mengalirkan arus elektrik dan haba dengan baik. Pada masa yang sama juga ia merupakan susunan atom yang kukuh dan berpotensi digunakan sebagai bahan binaan yang ringan.

Manakala dalam bidang elektrik dan elektronik pula berpeluang untuk menghasilkan pelbagai komponen yang lebik efisyen dengan menggunakan tenaga elektrik yang lebih rendah. Jadi, peralatan elektronik seperti telefon bimbit yang lebih nipis dengan kuasa bateri yang tahan lebih lama dapat dihasilkan. Namun ia masih terlalu awal untuk digambarkan kerana masih banyak kegunaan graphene yang belum diterokai lagi.

Graphene merupakan bahan yang mudah didapati namun diperingkat awal ini penghasilan graphene (yang lebih praktikal) mungkin adalah agak tinggi. Ia merupakan satu bahan yang sangat menakjubkan melalui penemuan yang tidak disangka-sangka. Graphene dikatakan akan menjana gelombang baru bahan dan peralatan yang dihasilkan pada abad ke-21. Menakjubkan!