Fullerene, Material Unik Harapan Masa Depan

Fullerene mungkin belum banyak dikenal. Namun, jenis material ini sebenarnya tengah mendapat perhatian yang luar biasa, khususnya para peneliti teknologi nano. Selain menarik dikaji secara ilmiah, fullerene juga berpotensi besar diaplikasikan dalam berbagai bidang. Penemu material tersebut, meraih penghargaan Nobel bidang kimia tahun 1996.  Satu nano-meter sama dengan sepermiliar meter. Sebelum penemuan itu, para ahli kimia karbon tidak menyangka bahwa akan ditemukan material lagi dari unsur karbon.

Fullerene tersusun dari unsur murni karbon berjumlah 60 atom (dikenal dengan C60) atau lebih yang antara satu dengan lainnya terhubung dengan ikatan kimia berjenis orbital sp3. Selama ini telah dikenal beberapa jenis fullerene seperti C60, C70, C120, dan lain-lain. Dari jenis tersebut, C60 merupakan material yang paling populer karena yang ditemukan pertama dan berbentuk unik seperti bola sepak.

Sebelum fullerene muncul, para ahli kimia karbon beranggapan bahwa tidak ada lagi material dari unsur karbon yang lebih stabil dari berlian dan grafit. Karena itu, munculnya fullerene dengan komposisi unsur karbon simetris dan bentuk yang elok, amat menyegarkan iklim penelitian di bidang kimia karbon. Penemuan fullerene memicu ditemukannya material baru bernama carbon nanotube (disingkat CNT) berbentuk pipa, yang tidak kalah penting di bidang teknologi nano.

Jika awalnya para ahli hanya mengakui kalau zat C60 bersifat stabil, maka baru pada tahun 1990 dua peneliti bernama W Kratschmer dari Jerman dan D Huffman dari Amerika dalam suatu kerja sama penelitian, berhasil memproduksi C60 dalam skala besar dengan metode baru. Hasilnya, bentuk C60 bisa diukur dan dibuktikan memang seperti bola sepak seperti prediksi penemunya.

Hasil eksperimen tersebut menguatkan keberadaan fullerene dan sekaligus membuat penasaran para peneliti untuk menguji karakteristiknya. Maka menjamurlah penelitian dengan fokus fullerene dari berbagai macam disiplin ilmu.

Dilihat ari sifat penghantar listrik, pada umumnya fullerene bersifat isolator. Tetapi, jika logam alkali didoping/dimasukkan ke dalam fullerene, maka pada suhu ruangan material ini akan bersifat sebagai logam. Telah ditemukan juga jika unsur "kalium" yang didopingkan, benda tersebut berubah menjadi superkonduktor.

Tahun 2001 ditemukan lagi keunikan material baru tersebut, yakni bahwa fullerene bersifat sebagai magnet pada suhu dan tekanan yang tinggi. Dengan metode lain bisa didapatkan pula fullerene yang bersifat sebagai semikonduktor. Begitulah, banyak fenomena-fenomena unik yang muncul dari fullerene ini, yang mungkin masih akan terus bertambah.

Sifatnya penghantar fullerene yang bisa dikontrol, struktur dalam ukuran nanometer, dan sifat kimiawi yang stabil inilah yang menarik perhatian para peneliti karena yakin bisa diaplikasikan di bidang elektronika terutama kuantum.

Sekarang saja telah banyak perusahaan-perusahaan elektronika, terutama di Jepang (seperti Toshiba, Sumitomo Kagaku, Osaka Gas, Mitsubishi Kagaku, dan lain-lain) memakai material fullerene untuk mengembangkan solar cell (penghasil energi dari sinar matahari). Selain cost-down yang memungkinkan, fullerene berpotensi menghasilkan solar cell dengan efisiensi yang lebih tinggi dibanding solar cell dari poli-silikon sekarang.

Fullerene juga berpotensi digunakan dalam pengembangan fuel cell, sebagaimana dilakukan grup peneliti di Institut Teknologi California dan perusahaan Sony Jepang. Fuel cell adalah jenis baterai pembangkit energi listrik dari reaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen. Karena output-nya hanya menghasilkan air saja, teknologi ini tidak polusif dan sangat ramah lingkungan. Dalam baterai fuel cell, penggunaan fullerene diharapkan bisa menghasilkan fuel cell dalam ukuran kecil yang tidak bisa direalisasikan dengan bahan yang dipakai sekarang.

Aplikasi lain dari fullerene adalah untuk hardisk komputer, karena fullerene punya sifat magnet dalam kondisi tertentu. Fullerene juga bisa diaplikasikan dalam bidang kesehatan. Konon, fullerene berpotensi untuk mencegah perkembangan virus HIV (Human Immunodeficiency Virus), yang berarti memungkinkan dipakai sebagai obat AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrome).

Begitu kaya untuk dikaji secara keilmuwan dan besarnya potensi yang dimiliki fullerene ini, membuat ketiga penemunya mendapat penghargaan Nobel bidang kimia pada tahun 1996.

Sumber:

Nuryadi, R. (2004, November 14). Kimia. Retrieved from Fullerene, Material Unik Harapan Masa Depan: http://www.kimianet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1100397802