Karbon "belum pernah terjadi sebelumnya sejauh menyangkut unsur-unsurnya" | Harga Kusen Aluminium

Anda Sedang Mencari Informasi : Aluminium Ykk, Rangka Pintu Aluminium,  Bingkai Jendela Aluminium, Jendela Ykk, Toko Kusen Aluminium Pondok Gede, Harga Kusen Aluminium Ykk Powder Coating, Kusen Aluminium Motif Jati, Daftar Harga Pintu Geser Aluminium

Mampu membentuk berlian, graphene, dan kehidupan itu sendiri, karbon yang diambil dari atmosfer akan segera digunakan untuk memproduksi plastik dan bahan bakar, menurut profesor bahan nano Andrei Khlobystov.

“Karbon sangat istimewa,” kata Khlobystov, profesor bahan nano di Fakultas Kimia Universitas Nottingham.

“Kami adalah bentuk kehidupan berbasis karbon. Semua kehidupan di Bumi didasarkan pada karbon. Dan ini bukan kebetulan.”

Potret Andrei Khlobystov
Atas: Andrei Khlobystov adalah direktur Pusat Penelitian Skala Nano dan Mikro di Universitas Nottingham. Atas: karbon mampu membentuk berbagai macam bahan termasuk berlian

Khlobystov, direktur Nanoscale and Microscale Research Center di universitas Inggris, mempelajari karbon pada skala molekuler.

Atom karbon unik serbaguna, katanya, karena kemampuannya untuk membentuk ikatan yang kuat dengan atom karbon lain serta atom unsur lain. Ini memungkinkan mereka untuk membentuk lebih banyak senyawa kimia daripada elemen lainnya.

“Ini sebenarnya belum pernah terjadi sebelumnya sejauh menyangkut elemen-elemennya,” jelas Khlobystov. “Ia dapat membentuk berbagai jenis ikatan, ikatan yang sangat kuat. Ia dapat eksis dalam keadaan hibridisasi yang berbeda.”

Karbon memiliki “kimia yang sangat kaya”

Ini berarti bahwa atom karbon yang sama dapat mengatur dirinya sendiri dalam banyak pola yang berbeda, menciptakan bahan yang sangat berbeda. Berlian, misalnya, adalah karbon murni dan merupakan zat terkeras di bumi. Tetapi grafit lunak dan lemah juga merupakan karbon murni.

Karbon memiliki lebih banyak varian ini, atau alotrop, daripada elemen lainnya. “Keberadaan alotrop hanyalah manifestasi dari unsur kimia yang sangat kaya dengan karbon,” kata Khlobystov.

Grafena adalah alotrop karbon lainnya. Ini adalah kisi karbon yang hanya setebal satu atom. Sejak pertama kali diisolasi pada tahun 2004 telah disebut-sebut sebagai bahan ajaib karena kekuatan dan ringannya.

“Grafena adalah alotrop yang paling hangat dibicarakan saat ini,” kata Khlobystov. “Ini adalah konduktor listrik yang baik, sangat tipis, sangat ringan dan sangat kuat.”

Selain alotrop anorganik ini, ada “jutaan bentuk organik karbon termasuk molekul dalam tubuh kita,” jelas Khlobystov.

Kehidupan di planet lain “kemungkinan berbasis karbon”

Karbon adalah blok bangunan penting dari semua kehidupan di bumi, karena kemampuannya untuk membentuk ikatan yang kuat dengan unsur-unsur lain memungkinkan untuk membantu membangun berbagai molekul kompleks. Karbon sangat penting untuk pembentukan empat kelompok senyawa organik utama, yaitu karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat.

Jika ada kehidupan di planet lain, kemungkinan besar itu berbasis karbon, kata Khlobystov.

“Silikon memiliki chemistry yang mirip [to carbon]”Jadi mungkin ada bentuk kehidupan yang berbasis silikon di beberapa planet lain.

“Ini pemikiran yang menarik tetapi sebenarnya silikon tidak seefektif karbon dalam membentuk ikatan.”

Penelitian bahan nano karbon baru sangat menjanjikan

Khlobystov menerima gelar MSc dari Universitas Negeri Moskow dan PhD dari Universitas Nottingham sebelum bekerja sebagai asisten peneliti pascadoktoral di Departemen Bahan Universitas Oxford.

Penelitiannya saat ini berfokus pada menemukan kegunaan untuk nanomaterial karbon, khususnya karbon nanotube dan fullerene, yang merupakan kelas lain dari alotrop karbon.

Meskipun belum ada yang menemukan kegunaan praktis untuk yang terakhir, yang pertama sangat menjanjikan.

Karbon nanotube adalah lembaran atom karbon tunggal yang telah digulung menjadi silinder. Mereka dapat dipintal menjadi benang yang sangat kuat tetapi sangat tipis.

“Mereka sekitar 80.000 kali lebih tipis dari diameter rambut manusia,” kata Khlobystov. “Jadi jelas kita tidak melihatnya dengan mata telanjang, kita harus menggunakan mikroskop elektron.”

Nanomaterial sudah digunakan untuk memperkuat raket tenis dan, karena konduktivitas listriknya yang sangat baik, mereka dapat memainkan peran penting dalam pengembangan mikrokomputer.

“Kemajuan yang baik” sedang dibuat dalam mengembangkan metode untuk menangkap dan memanfaatkan karbon atmosfer

Selain sifatnya yang memberi kehidupan dan meningkatkan kehidupan, karbon tentu saja memainkan peran kunci dalam tantangan terbesar yang dihadapi kehidupan di bumi karena karbon dioksida adalah penyebab utama perubahan iklim.

Namun, Khlobystov optimis bahwa umat manusia akan mampu menghilangkan kelebihan karbon dari atmosfer dan memanfaatkannya dengan baik.

Cara melakukan ini termasuk penangkapan udara langsung menggunakan mesin serta teknik penangkapan karbon alami termasuk penghijauan dan penyerapan tanah.

Karbon yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil juga dapat ditangkap sebelum mencapai atmosfer melalui proses yang dikenal sebagai penangkapan pasca pembakaran, meskipun teknologinya belum cukup terjangkau untuk digunakan secara luas.

Karbon yang ditangkap dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk yang bermanfaat

“Sangat penting untuk menangkap molekul yang mengandung karbon ini [in the atmosphere], dia berkata. “Misalnya, dengan pabrik atau pembangkit listrik, ada banyak karbon dioksida yang dipancarkan melalui cerobong asap.

“Anda dapat menangkapnya di situs dan mengubahnya menjadi sesuatu yang berguna sehingga bahkan tidak masuk ke atmosfer. Kimia membuat kemajuan yang baik jadi mudah-mudahan, kita bisa melakukannya.”

Setelah ditangkap, karbon atmosfer dapat digunakan dengan berbagai cara, kata Khlobystov.

“Misalnya, jika Anda mengambil karbon dioksida, menghilangkan atom oksigen dan menambahkan beberapa atom hidrogen, kita bisa membuat bahan bakar cair yang bisa kita gunakan untuk mengemudikan mobil,” katanya.

“Kalau begitu kita tidak menghasilkan karbon dioksida baru. Kita hanya mengambilnya dari udara dan mendaur ulangnya. Itu akan menghentikan ketergantungan kita pada bahan bakar fosil.”

“Bisa juga diubah menjadi polimer,” lanjutnya. “Anda bisa membuat plastik. Anda bisa membuat bahan kimia. Kami bisa membuat etanol dari karbon dioksida dan kemudian menggunakannya untuk membuat vodka, misalnya.”

Namun, karena atom karbon membentuk ikatan yang begitu kuat, dibutuhkan banyak energi untuk memecah molekul karbon dioksida menjadi bagian-bagian penyusunnya.

“Anda harus mengaktifkan ikatan dalam molekul karbon dioksida, yang cukup kuat. Cukup sulit untuk membuat mereka bereaksi, jadi Anda perlu memiliki katalis yang efisien.”

Proses yang disebut katalisis adalah kunci untuk mengubah karbon yang ditangkap menjadi produk yang bermanfaat

Mengubah karbon dioksida menjadi bahan baru perlu didukung oleh energi terbarukan, jika tidak, prosesnya akan menambah lebih banyak CO2 ke atmosfer daripada yang dihilangkan.

“Ini cukup penting karena kita tidak dapat mengubah karbon dioksida menjadi sesuatu yang berguna dengan membakar lebih banyak bahan bakar fosil,” kata Khlobystov. “Itu tidak masuk akal.”

Namun kemajuan dalam katalisis, yang menggunakan reaksi elektro-kimia untuk mengubah CO2 menjadi senyawa baru, menjanjikan untuk membuat ini layak dalam beberapa tahun, ia memperkirakan.

“Itu semua bergantung pada katalisis,” katanya. “Di situlah komunitas kimia sebenarnya cukup sukses belakangan ini.”

Katalisis yang terjangkau “tidak jauh dari skalabilitas,” dia menyimpulkan.

“Saya cukup optimis bahwa sebenarnya mungkin dalam lima atau 10 tahun ke depan akan ada skema yang akan menjadi bagian dari infrastruktur kita di mana karbon dioksida akan diubah menjadi hal-hal yang berguna.”


Logo revolusi karbon

Revolusi karbon

Artikel ini adalah bagian dari seri revolusi karbon Dezeen, yang mengeksplorasi bagaimana bahan ajaib ini dapat dihilangkan dari atmosfer dan digunakan di bumi. Baca semua konten di: www.dezeen.com/carbon.

Foto langit yang digunakan dalam grafik revolusi karbon adalah oleh Taylor van Riper melalui Unsplash.

Baca Juga : Harga Pintu Aluminium