Benang Karbon Nanotube, Otot Buatan, dan Lembaran Transparan:Aplikasi Tingkat Lanjut
Carbon nanotube (CNT) terkenal karena kekuatan, modulus, konduktivitas listrik dan termalnya yang luar biasa, serta stabilitas termal pada rentang suhu yang luas. Sebuah nanotube dapat menunjukkan kekuatan tarik hingga 100 kali lipat dari baja, sehingga menjadikannya bahan penyusun yang ideal untuk material berperforma tinggi.[1]
Untuk memanfaatkan sifat-sifat ini, para peneliti telah mengembangkan benang CNT murni kontinyu dan benang komposit dengan kandungan CNT tinggi. Teknik seperti electrospinning dari serat poliakrilonitril (PAN) yang diperkuat CNT multi-dinding (MWCNT) atau benang bambu CNT/selulosa menghasilkan produk multifungsi dengan kinerja mekanik, termal, dan listrik yang jauh lebih baik. Serat CNT berdinding tunggal (SWCNT) juga dapat dibuat dari larutan kristal cair, sehingga menghasilkan serat CNT rapi yang berkesinambungan dengan sifat unggul.[2]
Pembuatan Benang CNT
Serat CNT kontinyu dapat diproduksi dalam reaktor deposisi uap kimia horizontal (CVD). Tahap pemadatan uap air mengecilkan "kaus kaki" CNT menjadi benang padat setebal 1–3 mm, sehingga menghasilkan benang yang sangat berpori (≈99%) namun kuat secara mekanis dan konduktif secara elektrik. Proses ini memungkinkan kontrol yang tepat terhadap kepadatan belitan, memungkinkan infiltrasi dengan polimer untuk membentuk komposit atau pencampuran dengan benang lain untuk aplikasi struktural dan fungsional yang disesuaikan.[3]
Otot Buatan dari CNT
Dengan memelintir benang CNT menjadi silinder berongga mulus dan menyusupkannya dengan lilin parafin yang dapat mengubah volume, para peneliti telah menciptakan otot buatan yang mampu berkontraksi sangat cepat. Memanaskan lilin—melalui arus listrik atau aliran cahaya singkat—menyebabkan lilin mengembang, volume benang membengkak, dan panjangnya menyusut, sehingga menghasilkan gerakan hanya dalam 25µs. Aktuator ini dapat mengangkat beban hingga 200× lebih berat daripada otot alami dengan ukuran setara, meskipun saat ini aktuator tersebut masih tidak cocok untuk implantasi biomedis langsung.[4]
Aplikasi potensial mencakup robotika, kateter bedah invasif minimal, motor mikro, pencampur mikrofluida, optik yang dapat disetel, katup mikro, positioner presisi, dan bahkan mainan konsumen.
Lembar CNT Transparan
Meningkatkan skala CNT menjadi struktur berukuran makro tanpa bahan pengikat secara historis merupakan sebuah tantangan. Kemajuan terbaru melibatkan rotasi hutan CNT yang disejajarkan secara vertikal untuk membentuk lembaran transparan yang lebar dan panjang. Aerogel mandiri yang dihasilkan, setelah pemadatan, menghasilkan film tipis dan kuat yang menghantarkan listrik, mengikat gelombang mikro ke plastik, dan berfungsi sebagai elektroda fleksibel untuk OLED, sumber radiasi broadband terpolarisasi, dan aplikasi lainnya.[5]
Terobosan ini menggambarkan keserbagunaan CNT di seluruh domain struktural, fungsional, dan elektronik.
