Tim peneliti menghadirkan produk baru yang tidak beracun

Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:

fakta diverifikasi

sumber terpercaya

membenarkan

OKE! Gambar yang mengilustrasikan kebaruan pendekatan para peneliti. Kredit: Bartosz Gurzeda

× tutup

Gambar yang mengilustrasikan kebaruan pendekatan para peneliti. Kredit: Bartosz Gurzeda

Para ilmuwan dari Universitas Umeå di Swedia telah menemukan cara baru untuk mensintesis graphene oksida yang memiliki cacat jauh lebih sedikit dibandingkan bahan yang diproduksi dengan metode paling umum. Demikian pula, oksida grafena yang baik sebelumnya hanya dapat disintesis menggunakan metode yang agak berbahaya yang melibatkan asam nitrat berasap yang sangat beracun.

Graphene oksida sering digunakan untuk membuat graphene dengan menghilangkan oksigen. Namun, jika terdapat lubang pada graphene oksida, maka akan terdapat lubang juga setelah diubah menjadi graphene. Oleh karena itu, kualitas graphene oksida sangat penting.

Alexandr Talyzin dan kelompok penelitiannya kini telah memecahkan teka-teki tentang cara memproduksi graphene oksida yang baik dengan aman. Hasilnya dipublikasikan di jurnal Carbon.

Graphene sering digambarkan sebagai bahan ajaib karena fleksibilitasnya, kekuatan mekanik dan konduktivitasnya yang tinggi. Tapi semua sifat graphene dipengaruhi oleh cacat. Graphene yang terbuat dari graphene oksida memiliki sifat mekanik dan konduktivitas yang jauh lebih buruk dari yang diperkirakan.

Banyak penelitian menunjukkan bahwa sintesis dengan metode yang paling umum digunakan, metode Hummers, selalu menimbulkan banyak cacat. Metode Brodie yang jauh lebih tua menghasilkan grafena oksida yang hampir sepenuhnya bebas lubang, namun jenis grafena oksida ini masih belum diproduksi oleh perusahaan mana pun dan tidak tersedia secara komersial. “Ini terlalu berbahaya dan tidak cocok untuk produksi industri,” kata Alexandr Talyzin.

Gambar sederhana yang menunjukkan graphene oksida. Kredit: Nicolas Boulanger

× tutup

Gambar sederhana yang menunjukkan graphene oksida. Kredit: Nicolas Boulanger

Kini para peneliti telah menemukan metode baru yang menggabungkan asam dari metode Hummers (H2SO4) dan oksidan dari metode Brodie (kalium klorat), yang memungkinkan mereka menghasilkan graphene oksida dengan kisaran cacat sekecil yang ada di Brodie, namun menggunakan prosedur sintesis sederhana, seperti oksidasi Hummer.

“Metode ini harus diberi nama berdasarkan Bartosz Gurzeda, seorang peneliti yang bekerja di kelompok saya… sebagai metode Gurzeda,” kata Alexandr Talyzin.

Menurut Talyzin, ada banyak alasan untuk percaya bahwa metode Gurzeda akan menjadi sepopuler metode Hummers setiap kali diperlukan graphene oksida yang sempurna. Metode ini dimaksudkan untuk produksi graphene dengan menghilangkan gugus oksigen atau untuk pembuatan lapisan pelindung gas, membran semi-permeabel, sensor dan banyak kemungkinan aplikasi lainnya.

Dalam dekade terakhir, penerapan graphene oksida sendiri juga menarik minat yang besar. Bahan oksida grafena berlapis sedang dipelajari secara intensif untuk aplikasi membran dengan impian menghasilkan air minum hanya dengan menyaring garam dari air laut atau membuat lapisan pelindung semi-permeabel yang memungkinkan air melewatinya sekaligus melindungi dari polutan organik berbahaya seperti toluena.

“Kami ingin perusahaan riset tersebut mencoba dan menguji grafena oksida baru ini dalam aplikasi mereka dan melihat perbedaannya. Grafena oksida bukanlah satu material saja; ini adalah kumpulan material dengan sifat yang sedikit berbeda sehingga memberi kita kemungkinan tak terbatas untuk aplikasi baru,” kata Talyzin .

Informasi lebih lanjut:
Bartosz Gurzęda dkk, Grafit oksida melalui oksidasi “jalur klorat” tanpa HNO3: Apakah asam itu penting?, Karbon (2024). DOI: 10.1016/j.carbon.2024.118899