Inovasi Material Superkonduktor Terbaru: Kombinasi Graphene dan Lithium

Susunan atom karbon semacam grafit dikenal menjadi material superkonduktor, yakni material penghantar listrik yang tidak akan mendisipasi energi listrik yang melaluinya. Hal ini dikarenakan material superkonduktor tidak memiliki sifat tahanan listrik seperti yang dimiliki oleh konduktor konvensional. Tahanan listrik bersifat menghambat aliran listrik dan merubah energi listrik menjadi panas. Sistem distribusi jaringan listrik saja misalnya mengurangi sebanyak 7% energi listrik yang dibangkitkan oleh pembangkit listrik.

Graphene saat ini dikenal sebagai material dengan kekerasan sangat tinggi, yakni sekitar 200 kali lebih keras dari baja. Material ini terusun atas atom karbon yang saling berikatan membentuk kombinasi lapisan berpola heksagonal. Graphene bersifat mudah menghantarkan listrik, dan para ilmuwan berusaha membuatnya menjadi superkonduktor karena sifat-sifat kelistrikannya yang luar biasa.

 
Diketahui bahwa material graphene memerlukan aditif litium agar dapat menjadi superkonduktor yang stabil. Percobaan awal dilakukan oleh peneliti dari University of British Columbia dengan memberi lapisan litium ke material graphene. Namun ternyata percobaan tersebut gagal karena atom litium menjadi tidak stabil dan mengakibatkan panas.

Percobaan lebih lanjut telah dilakukan dengan jalan memberi lapisan litium kepada material graphene dalam kondisi ultra-high-vacuum dengan temperatur minus 450°F (minus 268°C). Percobaan ini dilakukan oleh tim ilmuwan pimpinan Andrea Damascelli, direktur Institut Material Quantum dari Universitas British Columbia, Vancouver, Kanada.

Sifat superkonduktor terjadi akibat aliran elektron yang effortless (tanpa gaya) karena elektron atom material ini yang saling berpasang-pasangan. Pasangan elektron tersebut diikat oleh sebuah energi getaran yang hanya terjadi pada material superkonduktor, dan biasa dikenal dengan istilah phonon. Atom litium yang digunakan sebagai aditif superkonduktor graphene berfungsi untuk memperbesar ikatan phonon elektron, dan hal ini didapatkan hanya pada temperatur minus 450°F.

Damascelli menyarankan penggunaan material superkonduktor graphene sebagai komponen alat SQUID (Superconducting Quantum Interference Devices), yaitu sebuah alat scan aktifitas otak dengan ketelitian sangat tinggi. Menurut Damascelli material ini mampu meningkatkan sensitifitas hingga 100 kali lipat dari sensor yang saat ini ada. Fungsi besar inilah yang membuat ilmuwan berlomba-lomba mengembangkan material superkonduktor.

Credit: Live Science, E&T Magazine.

Post Author: Onny Apriyahanda

"Science is the highest Art in the universe."

Leave a Reply