Seperti kita ketahui, unsur karbon memiliki berbagai bentuk struktural yang berbeda (alotrop).
Di antara alotrop yang berbeda ini, karbon tabung nano atau carbon nanotubes (CNT) adalah molekul silinder yang menunjukkan karakteristik tertentu.
Dalam istilah sederhana, carbon nanotube bisa pula dianggap sebagai lembaran grafit dalam bentuk silinder.
Alotrop ini termasuk dalam struktur keluarga ‘fullerene’ atau ‘buckminsterfullerene’ yang berbentuk tabung berongga, bola, atau ellipsoidal.
Sejarah
Penemuan carbon nanotube terjadi pada akhir tahun 1950-an, ketika Roger Bacon (Union Carbide), mempelajari karbon di bawah kondisi yang berbeda.
Saat itu, dia menemukan sebuah struktur aneh dalam bentuk tabung berongga yang menyerupai lembaran grafit.
Pada tahun 1985, buckyballs (C60), di mana atom tersusun dalam bentuk bola sepak ditemukan .
Namun, kredit untuk penemuan CNT diperoleh oleh Sumio Iijima, NEC Corporation (Jepang), ketika dia mengamati pembentukan carbon nanotube berdinding ganda saat melakukan percobaan pada teknik arc discharge listrik pada tahun 1991.
Sifat Fisik
Berikut adalah beberapa sifat fisik carbon nanotube:
1. Istilah carbon nanotube diberikan karena diameter alotrop ini hanya berkisar beberapa nanometer meskipun memiliki panjang hingga beberapa milimeter.
Dengan diameter sekitar 10.000 kali lebih kecil dari rambut manusia, hal ini membuat rasio diameter carbon nanotube ke panjangnya bisa mencapai 1:28,000,000.
2. Terdapat dua jenis nanotube yaitu single-walled carbon nanotube ( SWNT ) dan multi-walled carbon nanotube (MWNT).
Seperti namanya, jenis pertama terdiri dari silinder graphene tunggal, sedangkan MWNT memiliki lebih dari satu silinder graphene.
3. Karakteristik unik material ini antara lain terdapat pada ikatan sp2 yang mengikat molekul, struktur satu dimensi, bentuk, dan ukuran.
4. Beberapa sifat unik ini memanifestasi dalam kekuatan tarik tinggi, konduktivitas termal yang tinggi, dan ketahanan yang tinggi.
5. Carbon nanotube akan mengalami deformasi non-reversibel atau deformasi plastik ketika dikenai regangan tarik yang sangat tinggi. Karena memiliki struktur berongga, alotrop karbon ini akan berubah bentuk dalam tegangan tekan.
6. Carbon nanotube dapat bertindak sebagai logam (memiliki konduktivitas lebih tinggi dari tembaga) atau semikonduktor, tergantung pada susunan lapisan graphene.
Penggunaan
Karbon nanotube memainkan peran utama dalam nanoteknologi, khususnya pada mikroskop elektron pemindai, perangkat nano-elektronik, perangkat nano-mekanik, dan perangkat display datar.
Material ini juga menjadi bahan potensial untuk digunakan dalam ‘lift angkasaa’ (kabel dari bumi menuju angkasa) dan aplikasi ruang angkasa lainnya.
Dalam beberapa kesempatan, material ini juga diusulkan sebagai bahan pembuat bahan anti peluru.
Karena konduktivitas termal tinggi yang dimilikinya, penelitian terus dilakukan untuk memanfaatkan nanotube dalam pembuatan komputer dan televisi.
Namun, terlepas dari sifat mekanik dan listrik potensial yang dimiliki, carbon nanotube jarang digunakan dalam aplikasi komersial karena mahalnya biaya produksi.
Apakah carbon nanotube beracun atau tidak masih manjadi bahan kontroversi dengan sebagian ilmuwan mengklaim material ini berbahaya seperti asbes.
Menghirup partikel nanotube diklaim bisa menyebabkan komplikasi kesehatan potensial seperti masalah pernapasan dan bahkan kanker.
Penelitian terus dilakukan untuk memverifikasi klaim ini.[]