Bagian dari apa yang membuat graphene sangat bermanfaat adalah ketipisannya yang menakjubkan – hanya stu lapis atom.
Para ilmuwan kini telah menemukan ratusan bahan lain yang sama tipisnya, memberikan berbagai pilihan bahan baru dengan potensi seperti graphene.
Tim menganalisis data pada sumber terbuka termasuk Database Terbuka Kristalografi, mencari bahan dengan kesamaan struktural dengan graphene dengan bantuan program komputer kustom.
Mereka mencari bahan dengan ikatan kimia yang kuat di sepanjang satu bidang – lapisan atom 2D – dan tindakan non-kimia yang relatif lemah di sepanjang bidang tegak lurus. Kombinasi inilah yang memungkinkan kita mengupas lembaran graphene dari grafit.
Dimulai dengan kumpulan lebih dari 100.000 struktur kristal, tim dari École Polytechnique Fédérale de Lausanne di Swiss mampu mempersempit pemilihan menjadi 1.825 senyawa dengan potensi untuk membentuk lembaran hanya dengan satu tebal atom.
“Materi dua dimensi memberi kesempatan untuk menjelajah ke area material yang belum dieksplorasi,” para peneliti menjelaskan dalam penelitian mereka.
“Di satu sisi, ketipisan akhir mereka membuat mereka sangat menjanjikan untuk aplikasi dalam elektronik. Di sisi lain, sifat fisik monolayer sering berubah secara dramatis dari bahan 3D induk mereka, memberikan tingkat kebebasan baru untuk aplikasi selain juga meluncurkan pembaharuan di bidang fisika.”
Dalam kasus grafene dan grafit, grafit disatukan oleh interaksi elektrostatik yang relatif lemah yang dikenal sebagai gaya van der Waals. Biasanya ini cukup kuat untuk menjaga bahan tetap bersama, tapi memang memungkinkan graphene untuk diekstraksi.
Apakah atau tidak itu juga berlaku untuk 1.825 material yang diidentifikasi di sini masih harus dilihat, namun secara struktural sama seperti lokasi atom dan ikatan kimia mereka. Beberapa struktur belum pernah terlihat sebelumnya.
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan pada 258 bahan kimia yang kurang kompleks dalam daftar akhir, para peneliti menemukan bahwa 166 ternyata semikonduktor dengan berbagai voltase. Sementara itu, 92 material diidentifikasi sebagai logam, dengan yang lain cenderung memiliki sifat magnetik yang tidak biasa.
Bahkan jika hanya sebagian kecil dari materi baru ini yang akhirnya berfungsi seperti graphene, itu memberi lebih banyak pilihan untuk membuat bahan untuk tujuan khusus di bidang elektronika dan area lainnya. Langkah selanjutnya adalah menguji bagaimana senyawa ini bekerja dalam bentuk lembaran dan dalam lapisan yang rapat.
Apa yang kita ketahui berkat pencarian database lanjutan ini adalah bahwa bahan-bahan ini mungkin sangat mudah – dapat dikupas ke lapisan super tipis seperti graphene. Ini akan menjadi menarik untuk melihat apa yang terjadi selanjutnya dengan materi dalam daftar tersebut.
“Bahan yang diidentifikasi diklasifikasikan ke dalam kelompok senyawa yang mudah atau berpotensi eksfoliable, menunjukkan bahwa hanya sebagian kecil dari bahan 2D yang mungkin telah dipertimbangkan sampai sekarang,” para peneliti menyimpulkan.
