Apa itu Carbon Nanotube (CNT)
Carbon Nanotube (CNT) adalah serat karbon ultra tipis yang diameternya berukuran nanometer dan panjang berukuran mikrometer. CNT pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Jepang, Sumio Iijima, pada katoda karbon yang digunakan untuk proses pelepasan busur mempersiapkan gugus karbon kecil yang diberi nama fullerene.CNT memiliki sifat yang unik dan berbagai aplikasi sehingga menjadi salah satu bahan yang paling aktif dieksplorasi dalam beberapa tahun terakhir. Produksi CNT dalam skala besar secara ekonomis sangat penting untuk mewujudkan aplikasi ini. CNT menarik banyak penelitian dan menjadi salah satu nanomaterial paling terkenal karena memiliki sifat yang sangat baik serta aplikasi potensial
Pengembangan lebih lanjut dari studi ini membutuhkan pengendalian fitur yang lebih tepat untuk pertumbuhan CNT, seperti panjang, diameter dan posisi kiralnya [3]. Struktur CNT terdiri dari lembar grafit yang tergulung dan dapat diklasifikasikan menjadi CNT berdinding ganda atau berdinding tunggal (MWCNT atau SWCNT) tergantung pada metode persiapannya.
CNT dapat dibuat dalam dua bentuk dasar yaitu SWCNT dan MWCNT. Secara struktural, SWCNT dapat dibandingkan dengan lembaran grafit setebal satu atom yang digulung yang disebut graphene. SWCNT terdiri dari satu tabung graphene sedangkan MWCNT terdiri dari beberapa tabung konsentris graphene dipasang satu di dalam yang lain. SWCNT memiliki diameter berukuran beberapa nanometer, sedangkan pada MWCNT memiliki diameter berukuran puluhan nanometer.
Sintesis CNT dapat menggunakan metode pelepasan busur, ablasi laser dan deposisi uap kimia (chemical vapour decompotition) (CVD). CVD telah dilaporkan menjadi metode produksi skala besar CNT yang sangat disukai untuk memenuhi permintaan yang meningkat untuk beberapa perkembangan teknologi. CVD adalah metode yang paling menjanjikan untuk produksi CNT skala besar. CVD membutuhkan suhu reaksi yang lebih rendah dan biaya yang lebih rendah. Saat ini, masalah kritis untuk aplikasi komersial CNT adalah produksi berskala besar. Harga CNT yang tinggi namun baru-baru ini turun, tetapi masih berlebihan untuk industrialisasi yang realistis.
CNT dapat dibuat dalam dua bentuk dasar yaitu SWCNT dan MWCNT. Secara struktural, SWCNT dapat dibandingkan dengan lembaran grafit setebal satu atom yang digulung yang disebut graphene. SWCNT terdiri dari satu tabung graphene sedangkan MWCNT terdiri dari beberapa tabung konsentris graphene dipasang satu di dalam yang lain. SWCNT memiliki diameter berukuran beberapa nanometer, sedangkan pada MWCNT memiliki diameter berukuran puluhan nanometer.
Sintesis CNT dapat menggunakan metode pelepasan busur, ablasi laser dan deposisi uap kimia (chemical vapour decompotition) (CVD). CVD telah dilaporkan menjadi metode produksi skala besar CNT yang sangat disukai untuk memenuhi permintaan yang meningkat untuk beberapa perkembangan teknologi. CVD adalah metode yang paling menjanjikan untuk produksi CNT skala besar. CVD membutuhkan suhu reaksi yang lebih rendah dan biaya yang lebih rendah. Saat ini, masalah kritis untuk aplikasi komersial CNT adalah produksi berskala besar. Harga CNT yang tinggi namun baru-baru ini turun, tetapi masih berlebihan untuk industrialisasi yang realistis.
Pengaplikasian Carbon Nanotube (CNT)
Produksi bahan nano dapat ditekan biayanya dari sumber daya terbarukan. Bahan baku hayati yang tersedia di alam dalam jumlah tinggi seperti biopolimer atau senyawa kimia turunan hayati seperti minyak esensial memiliki berbagai keunggulan dibandingkan dengan prekursos sintetis. Mereka memiliki kandungan karbon yang tinggi sehingga cocok sebagai bahan penyusun untuk sintesis nanokarbon.Selain itu, harganya yang murah dan keberadaannya yang melimpah karena terus diisi ulang oleh alam. Kamper, hidrokarbon tumbuhan (C10H16O) dapat digunakan untuk mensintesis CNT dengan hasil yang menjanjikan. Selain itu minyak kayu putih (C10H18O) telah ditemukan sebagai prekursor lain yang menjanjikan untuk sintesis CNT. Minyak kayu putih sangat murah dan mudah diperoleh dari sumber daya terbarukan. Prekursor dari bahan baku hayati dapat menggantikan prekursor yang terkait bahan fosil seperti karbon monoksida, metana, asetilena, benzena, xilena yang semakin hari semakin krisis.
CNT berbasis komposit polimer memiliki banyak aplikasi potensial karena sifat mereka yang luar biasa. Namun, kecenderungan kuat MWCNT untuk membentuk aglomerat (karena gaya Van der Waals) membuat nanotube tidak kompatibel dengan matriks polimer. Beberapa perlakuan khusus CNT, seperti perlakuan fisik atau kimia digunakan untuk mencapai dispersi CNT yang lebih baik dan antarmuka yang lebih baik antara matriks polimer dan CNT sehingga CNT dapat dimanfaatkan secara optimal sebagai komponen penguat matriks polimer.
CNT berbasis komposit polimer memiliki banyak aplikasi potensial karena sifat mereka yang luar biasa. Namun, kecenderungan kuat MWCNT untuk membentuk aglomerat (karena gaya Van der Waals) membuat nanotube tidak kompatibel dengan matriks polimer. Beberapa perlakuan khusus CNT, seperti perlakuan fisik atau kimia digunakan untuk mencapai dispersi CNT yang lebih baik dan antarmuka yang lebih baik antara matriks polimer dan CNT sehingga CNT dapat dimanfaatkan secara optimal sebagai komponen penguat matriks polimer.
Metode kimiawi menggunakan surfaktan atau fungsionalisasi kimiawi permukaan tabung yang meningkatkan ikatan antar muka dan dapat mencegah agregasi tabung. Sedangkan metode fisik melibatkan ultrasonikasi, penggilingan untuk secara fisik memisahkan tabung yang digabungkan Bersama. Ulasan ini akan membahas prekursor dari bahan alam untuk sintesis CNT serta modifikasi CNT sehingga dapat dimanfaatkan secara optimal sebagai penguat matriks polimer.
Sitasi Artikel
Thinks Physics. 2022. Apa itu Carbon Nanotube (CNT)?. https://www.thinksphysics.com/2022/11/apa-itu-carbon-nanotube-cnt.html . Diakses pada tanggal (tanggal akses anda)