Para peneliti di Duke University sedang mencari cara baru untuk mengembangkan bahan semikonduktor berbasis karbon yang dapat digunakan dalam teknologi elektronik masa depan. Mereka tertarik pada sebuah struktur mikroskopis yang disebut nanotube karbon, yang pada dasarnya adalah tabung kecil yang terbuat dari atom-atom karbon. Nanotube karbon ini memiliki sifat unik yang memungkinkannya untuk menjadi bahan dasar dalam berbagai perangkat elektronik, mulai dari kacamata penglihatan malam hingga sel surya. Penelitian ini bertujuan untuk memahami dan mengatasi tantangan dalam menciptakan nanotube karbon dengan sifat-sifat yang diinginkan.
Konsep dasar dari nanotube karbon adalah lembaran tunggal atom karbon yang digulung menjadi sebuah tabung. Karbon nanotube ini menonjol karena kekuatan dan kemampuannya dalam menghantarkan listrik dan panas. Sifat-sifat ini menjadikannya kandidat yang menarik untuk menggantikan bahan semikonduktor tradisional seperti silikon dalam berbagai aplikasi elektronik. Namun, produksi nanotube karbon dengan sifat-sifat yang diinginkan merupakan tantangan yang harus diatasi.
Salah satu tantangan utama dalam penggunaan nanotube karbon dalam elektronik adalah variasi sifat-sifatnya tergantung pada cara tabung tersebut digulung. Beberapa nanotube dianggap logam, yang berarti mereka menghantarkan listrik dengan baik tetapi tidak dapat dimatikan. Ini menjadi hambatan dalam penggunaannya dalam transistor semikonduktor yang digunakan dalam elektronik digital. Namun, peneliti di Duke University mengklaim telah menemukan cara untuk mengatasi masalah ini dengan mengubah nanotube logam menjadi semikonduktor yang dapat dihidupkan dan dimatikan.
Teknik yang digunakan oleh para peneliti melibatkan penggunaan polimer khusus yang membungkus nanotube karbon dalam spiral teratur. Penggunaan polimer ini dapat mengubah sifat-sifat elektronik nanotube dari penghantar menjadi semikonduktor, yang memungkinkan pengendalian arus listrik yang lebih baik. Selain itu, para peneliti juga menunjukkan bahwa dengan mengubah jenis polimer yang digunakan, mereka dapat merancang nanotube karbon dengan sifat-sifat yang berbeda-beda sesuai kebutuhan.
Meskipun aplikasi praktis dari penemuan ini mungkin masih jauh, potensi penggunaannya sangat besar. Salah satu aplikasi yang diharapkan adalah dalam pengembangan detektor panas dan sel surya yang lebih efisien. Melalui pendekatan ini, nanotube karbon dapat dimodifikasi untuk menghasilkan sinyal listrik ketika terkena cahaya inframerah atau sinar matahari, membuka peluang baru dalam bidang deteksi dan konversi energi.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Proceedings of the National Academy of Sciences, menyoroti pentingnya penemuan ini dalam mengembangkan teknologi elektronik masa depan.
Referensi:
[1] https://today.duke.edu/2024/03/tiny-tunable-nanotubes diakses pada 30 Maret 2024
[2] Francesco Mastrocinque, George Bullard, James A. Alatis, Joseph A. Albro, Animesh Nayak, Nicholas X. Williams, Amar Kumbhar, Hope Meikle, Zachary X. W. Widel, Yusong Bai, Alexis K. Harvey, Joanna M. Atkin, David H. Waldeck, Aaron D. Franklin, Michael J. Therien. Band gap opening of metallic single-walled carbon nanotubes via noncovalent symmetry breaking. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; 121 (12) DOI: 10.1073/pnas.2317078121
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.