Nobel Fisika 2010: Graphene, Kesederhanaan untuk Memecahkan Kompleksitas

Oleh Kabelan Kunia
Artikel ini telah dimuat di Harian Pikiran Rakyat, Kamis 14 Oktober 2010

 

Gambar. Professor Andrei Geim (Kiri) dan Professor Konstantin Novoselov (Kanan)

 Hadiah Nobel Fisika 2010 merupakan kehormatan bagi dua ilmuwan, yaitu Prof. Andre Geim (51) dan Prof. Konstantin Novoselov (36), keduanya dari University of Manchester yang telah membuat kontribusi menentukan untuk perkembangan masa depan seperti halnya penemuan plastik. Nobel Fisika tahun ini cukup spesial, yaitu memberikan ”penghargaan masa depan”. Kedua ilmuwan ini telah berhasil memproduksi, mengisolasi, mengidentifikasi dan mengkarakterisasi Graphene. Bahkan Konstantin Novoselov (36 tahun) tercatat juga sebagai penerima Nobel termuda sejak 1973. Awalnya peneliti Rusia yang berkebangsaan Inggris ini bekerja pada group Prof. Geim semenjak menjadi mahasiswa Doktoral di saat awal riset Graphene dimulai.

Prof Geim adalah warga negara Belanda sementara Novoselov memegang kewarganegaraan Inggris dan Rusia. Keduanya merupakan penduduk asli Rusia dan memulai karir mereka dalam bidang Fisika di University of Manchester, Inggris.

Royal Swedish Academy of Sciences mengatakan bahwa eksperimen mereka dengan Graphene bisa mengarah pada pengembangan material baru dan pembuatan elektronik inovatif. Pengembangan bahan baru ini, membuka kemungkinan peluang riset dan wawasan baru dalam ilmu baru terkini. Ini adalah kristal pertama 2D dan memiliki sifat unik, yang membuatnya menarik baik untuk ilmu pengetahuan, pengetahuan dasar dan untuk aplikasi masa depan.

Graphene yang Sederhana tapi Unik

Sebuah material kristalin dua dimensi (2D) baru telah diidentifikasi dan dianalisis. Materi ini kemudian dikenal sebagai Graphene, yaitu karbon yang ukurannya hanya satu atom (tunggal). Bahan baru ini memiliki sejumlah sifat yang unik, yang membuatnya menarik untuk dikaji secara fundamental dan untuk aplikasi masa depan.

Lapisan karbon tunggal dari material Graphene dikemas dalam suatu kisi (sarang lebah) heksagonal, dengan jarak antar karbon 0,142 nm. Ini adalah bahan kristal pertama yang benar-benar dua dimensi dan merupakan perwakilan dari seluruh kelas 2D. Material ini tidak saja sangat tipis tetapi juga sangat kuat (karena ikatan kovalennya), namun sangat elastis. Graphene sangat transparan dan bisa menghantarkan listrik jauh lebih baik dari material apapun yang ada di dunia saat ini. Konduktivitas termal dan listrik yang sangat tinggi yang dimilikinya dapat digunakan sebagai konduktor fleksibel.

Keunikan lainnya dari Graphene adalah cepatnya perkembangan penelitian di bidang ini. Padahal Prof. Geim dan Novoselov baru berhasil mengisolasi Graphene di sekitar tahun 2004. Namun sekarang, riset Graphene sudah sampai pada tahapan pengembangan dan bahkan sudah ada perusahaan yang mulai menggunakannya di produk komersialnya, sebagai elemen dari touch screen. Sebagai pengembangan riset, ternyata telah dibangun sebuah industri yang bernama Graphene Industries di Manchester, Inggris yang memproduksi material Graphene untuk keperluan industri.

Sebuah pemicu aktivitas riset yang sangat cepat jika dilihat rentang waktunya kurang dari 6 tahun. Di banding kajian bidang Fisika lainnya, Graphene menjadi "kejutan" atas teori-teori Fisika partikel yang awalnya hanya bisa dites dengan instrumen-instrumen mahal dan besar, atau bahkan hanya bisa berakhir di "laci" dan dipublikasi di jurnal-jurnal ilmiah. Riset Graphene justru menjadi ladang untuk eksplorasi di bidang Fisika dan menjadi kandidat material yang sangat menjanjikan untuk berbagai macam aplikasi elektronik (pengganti silikon), bahkan untuk pengembangan energi terbarukan (solar cell dan hydrogen energy).

Akan tetapi, yang terunik dari penemuan single layer Graphene itu sendiri adalah bagaimana latar belakang penemuan ini dicapai. Sekilas melihat profil Graphene di atas, nampak penemuan material itu sangat kompleks. Selama ini untuk mendapatkan Graphene membutuhkan teknik yang rumit dan kompleks. Nah, di tangan kedua ilmuwan ini, justru berhasil mengisolasi Graphene hanya menggunakan alat sehari-hari di sekitar kita, yaitu selotip 3M. Demikian juga dengan bahan baku yang dipakai hanya grafit, yaitu isi pensil yang biasa kita pakai. Cara membuatnya hanyalah dengan mengupas grafit dengan menggunakan selotip tersebut sehingga akan didapatkan Graphene.

Masa Depan

Sebelum 2004, isolasi lembaran Graphene stabil dianggap tidak mungkin. Melalui inovasi ini, Prof Andre Geim dan Konstantin Novoselov benar-benar telah mengejutkan dunia. Mereka pertama kali mempublikasikan hasil penelitian Graphene pada bulan Oktober tahun 2004 di Jurnal Ilmiah Science. Dalam makalah ini, mereka menggambarkan fabrikasi, identifikasi dan karakterisasi Graphene. Mereka menggunakan metode pengelupasan kulit yang sederhana namun efektif mekanik untuk mengekstraksi lapisan tipis dari grafit dari kristal grafit dengan selotip dan kemudian ditransfer lapisan dengan substrat silikon. Nah, sejak penemuannya pada 2004 dipublikasi, Graphene telah dengan cepat menjadi salah satu topik terpanas dalam ilmu material dan fisika zat padat.

Metode ini bergantung dari merek selotip apa yang digunakan dan semuanya komersial dan murah. Menggunakan metode ini kita bisa mendapatkan Graphene single layer maupun beberapa lapis Graphene. Sederhana bukan? Nah, setelah itu terserah peneliti berikutnya untuk mengkreasi dan menjadikan material ini sebagai produk apa. Nyatanya metode selotip ini sangat sederhana, tapi baru dan inovatif. Banyak ilmuwan lain melakukan hal yang sama pada material dua dimensi lainnya, sehingga melahirkan cabang baru dari riset ini. Graphene yang punya potensi sangat besar ternyata mudah dibuat dan mungkin dipakai secara massal di masa depan.

Prof. Geim menyebut Graphene sebagai material yang bisa mengubah kehidupan manusia, seperti halnya penemuan polimer (plastik) 100 tahun lalu. "Dia memiliki semua potensi untuk mengubah kehidupan Anda seperti halnya yang telah dilakukan oleh plastik. Ini benar-benar sangat menarik," kata ilmuwan kreatif ini.

Akan tetapi, dia dan ilmuwan lain punya beberapa harapan. Barang elektronik yang berbahan Graphene membuat kerja transistor makin cepat. Transistor merupakan komponen kunci sirkuit elektronik. Ini akan menjadikan kinerja komputer menjadi lebih baik. Rangkaian elektronik yang terbuat dari Graphene, bahkan dikabarkan dapat mencapai kecepatan satu terahertz (THz) atau 300-400 kali kecepatan prosesor komputer Pentium 4 saat ini.

Nobel Fisika tahun ini juga spesial, walaupun di bidang condensed matter physics, orang sudah memperkirakan sejak tiga tahun lalu. Sebuah inovasi sederhana untuk memecahkan kompleksitas, tetapi bisa merubah dunia.

Tapi, metode sederhana yang diganjar Nobel ini telah membuat banyak orang terkejut, termasuk Paolo Radaelli, profesor fisika di Universitas Oxford, yang heran bukan main. “Dalam kondisi serba kompleks ini, dengan mesin pembentur super, mereka bisa meraih Nobel dengan (mengelupas tipis-tipis grafit) memakai selotip,” ujarnya.

Menurut komite Nobel Fisika dari Royal Swedish Academy of Science, penelitian Graphene tersebut membuka potensi pengembangan satelit, pesawat, dan mobil masa depan dengan material yang sangat kuat tetapi ringan. Selain itu, wujud material yang transparan juga diperkirakan juga akan mengubah tatanan industri touch screen, light panels dan solar cells serta komponen komputer yang lebih efisien di masa mendatang.

"Kekuatannya yang luar biasa dapat pula untuk membuat material komposit baru yang superkuat sekaligus super ringan, yang bisa digunakan untuk bahan rancang bangun pesawat, mobil, dan satelit," tambah Komite Nobel. Menurut perkiraan, Graphene akan mengubah industri elektronik, yang sekarang masih berbasis Silicon, ke industri baru yang berbasis Graphene. Di masa mendatang akan dihasilkan komputer-komputer jenis baru, yang jauh lebih kecil dan jauh lebih powerfull dari komputer yang ada saat ini. Lebih lanjut dikatakan bahwa penemuan Graphene memiliki potensi untuk merevolusi dunia mikroelektronika.

Menarik mengutip Nancy Rothwell, President and Vice-Chancellor University of Manchester: "Ini adalah penghargaan fantastis. Kami sangat senang bahwa kerja Professor Andrei Geim dan Konstantin Novoselov tentang Graphene telah diakui pada tingkat yang sangat tinggi oleh Komite Hadiah Nobel 2010. 'Ini adalah contoh yang indah penemuan mendasar berdasarkan keingintahuan ilmiah dengan manfaat praktis, sosial dan ekonomi utama bagi masyarakat." (Kabelan Kunia/ dari berbagai sumber).

Pasar Seni ITB ke-10 : Nyeni dan Nyenangin

Pergelaran Pasar Seni ITB ke-10 berlangsung meriah dan menarik ribuan pengunjung yang memadati areal pameran selama 10 jam pada hari Minggu ini. Kegiatan yang berlangsung sehari penuh tepat di tanggal 10 bulan 10 tahun 2010 ini menjadi daya tarik sendiri bagi masyarakat pecinta seni bahkan masyarakat umum untuk berlama-lama dan berhimpit-himpitan menyusuri stand demi stand yang memajangkan berbagai karya seni dan asesoris menarik lainnya.

Kegiatan yang dibuka secara resmi oleh Menteri Pariwisata, Bapak Ir. Jerok Wacik ini mulai diguyuri pengunjung dari pagi hari dan semakin memadat saat siang dan menjelang penutupan pukul 18.00 WIB. Pukul 10.00-12.00 kami masih bisa menikmati berbagai pageleran oleh seniman di panggung-panggung pertunjukan. Begitu juga ketika kami menyusuri stand-stand yang memamerkan karya seni mulai dari lukisan, seni patung dan berbagai asesoris, situasi belum begitu 'merayap' dan pengunjung masih relatif masih bisa bergerak leluasa.

Namun ketika kami pulang kembali ke lokasi pada pukul 15.30 WIB, semua akses menuju kampus ITB tempat berlangsungnya 'hajat' seni 4 tahunan ini total macet dan tertutup sama sekali. Setelah menghabiskan 2 jaman di jalan, akhirnya kami mendapatkan parkir di Basement RS. St. Boromeu pays. Dengan bersusah payah, kami bisa menembus pagar betis pengunjung menuju lokasi pameran pada pukul 17.30 WIB. Lumayan, tinggal waktu tersisa 30 menitan untuk menikmati stand-stand yang belum sempat dikunjungi pada siang tadi.

Pesta seni yang menarik dan sangat menghibur sekali. Rasanya kerinduan akan pageleran seni yang menarik dan berkualitas semacam ini dapat terus dinikmati pengunjung dan penggila seni di Kota Bandung. Sebuah hiburan yang mengobati kehausan nurani pengunjung. Bandung pada hari ini macet total, tapi suasana ini tidak menyurutkan masyarakat dan pencinta seni untuk merasakan kegembiraan bersama di lokasi Pasar Seni ITB tahun ini.

Semoga peregelaran pasar Seni ITB 4 tahun ke depan lebih semarak lagi dan dijadual dengan baik. Simpul-simpul kemacetan di kota Bandung nantinya dapat terurai dan masyarakat semua dapat menikmati hiburan gratis ini dengan nyaman dan teratur, semoga.

Selamat atas sukses penyelenggaraan Pasar Seni ITB ke-10 oleh Panitia, FSRD dan ITB.

Majunya seni, tingginya peradaban Bangsa Indonesia.

Bike to Campus

Sebuah gaya hidup atau kebetuhan? Atau mungkin karena terpakasa juga kali ya..... Fenomena mahasiswa dan masyarakat umum yang menggunakan moda transportasi 'klasik', mengayuh sepeda menyusuri jalan Bandung yang dikenal macet dan sumpek kian marak akhir-akhir ini. Kelatahan ini mungkin disebabkan banyak faktor. Mulai dari sekedar iseng dan ikut-ikutan tren hingga dipicu oleh semerawutnya menejemen transportasi di beberapa kota besar termasuk di Bandung.

Bayangkan saja, setiap pagi kalau kita naik angkutan umum (angkot) dari wilayah ujung utara Bandung, Setiabudi atas, maka rata-rata kita membutuhkan waktu tidak kurang dari 1 (satu) jam. Kalau kita naik angkot jam 07.00 pagi dari terminal Ledeng, kemudian turun di Gandok (Pertigaan Setiabudi - Cihampelas), dibutuhkan waktu tidak kurang dari 40 menitan. Stopan lampu merah yang mewajibkan angkot berhenti, cuma satu tempat saja, di depan NHI (Simpang Jl. Gegerkalong Hilir). Nah, dari Gandok  menuju kampus ITB, menempuh waktu minimal 20 menitan juga.

Berlama-lama di dalam angkot membuat sebagian kita, termasuk mahasiswa jengah dan gerah bahkan rada ambek juga. Bayangkan waktu yang hilang percuma selama kita berduduk manis di angkot. Alasan yang cukup masuk akal, jikalau sebagian kecil mahasiswa mulai beralih mengayuh sepeda, sembari olahraga pagi menuju kampus.

Bersepeda ternyata banyak manfaatnya. Ongkos naik angkot jadi bisa direduksi, lumayan buat nambah-nambah uang jajan. Waktu sudah pasti bisa dipersingkat yang kebuangnya, lumayan juga buat online gratis pagi-pagi di kampus. Keringat bercucuran, otomatis menambah efek kesehatan buat tubuh selepas mengayuh pedal sepeda. Yang rada hebat dikit, kita bisa berkontribusi mengurangi dampak global warming, karena pastinya sepeda kita tidak ngeluarin gas buang CO2 yang 'jahat' itu.

Untungnya lagi di kampus ITB, sudah dibangun sarana parkir buat sepeda-sepeda mahasiswa di berbagai lokasi strategis dan gampang diawasi oleh pihak keamanan kampus. Area parkir yang nyaman, teduh dan aman ini dibangun dari sumbangan para senior yang udah jadi orang 'gedean' di luar sana. Terima kasih ITB dan Alumni.

Ayoo... mahasiswa kita Bike to Campus.....

Taman Herbal Menyehatkan

Sebuah taman herbal di ITB. Bangga, menggugah dan inspiratif juga ketika kami sekeluarga bermain di sebuah taman mungil nan sederhana di area kampus ITB, tepatnya di antara gedung Sekolah Farmasi dan gedung Fakultas MIPA ITB.

Konon, keberadaan taman ini disponsori oleh perusahaan jamu terbesar di Indonesia, yaitu Grup Marta Tilaar. Fakta ini dibuktikan dengan beberapa dokumentasi nama tanaman yang diberi label perusahaan jamu ini. Aku fikir ini menarik juga, karena perusahaan jamu yang keseharian proses produksinya menggunakan beberapa jenis tanaman berkhasiat obat 'berani' mendanai pembangunan taman sederhana ini. Aku yakin, pembangunan taman ini memiliki tujuan dan visi yang jelas untuk minimal memberikan informasi bagi mahasiswa Sekolah Farmasi ITB atau masyarakat umum yang tertarik terhadap kekayaan sumber daya hayati bangsa yang berpotensi sebagai tanaman obat berkualitas. Marta Tilaar sebagai perusahaan jamu terkemuka sudah membuktikannya melalui produk-produk jamu dan ramuan kecantikan mereka yang melegenda dan terkenal hingga ke mancanegara.

Semangat dan donasi yang disampaikan perusahaan jamu ini hendaknya memicu mahasiswa kita untuk makin menggali semua potensi hayati bangsa kita untuk seluas-luasnya demi kesejahteraan dan kesehatan masyarakat kita, semoga.