Dalam istilah mudah graphene adalah lembaran lapisan tunggal (monolayer) atom karbon, ketat terikat dalam kekisi sarang lebah heksagon. Ia adalah unsur struktur asas banyak alotrop karbon lain, seperti grafit, berlian, arang, dan nanotube karbon.
Graphene adalah sebatian nipis yang diketahui manusia pada satu tebal atom, bahan terkecil yang diketahui, sebatian terkuat ditemui, konduktor terbaik haba pada suhu bilik dan konduktor terbaik elektrik yang diketahui.
Aplikasi Berpotensi
Jika graphene semata-mata salah satu daripada ciri-ciri superlatifnya, ia akan menjadi subjek penyelidikan sengit ke dalam penggunaan yang berpotensi. Graphene telah memberi inspirasi kepada para saintis untuk memikirkan pelbagai kegunaan bahan, dalam bidang yang bervariasi sebagai teknologi pengguna dan sains alam sekitar.
Selain sifat elektrik yang kuat, graphene juga sangat fleksibel dan telus. Ini menjadikannya sempurna untuk digunakan dalam elektronik mudah alih. Telefon pintar dan tablet boleh menjadi lebih tahan lama menggunakan graphene, dan mungkin juga boleh dilipat seperti kertas. Peranti elektronik boleh pakai(wearable devices) telah berkembang dalam populariti. Dengan graphene, peranti ini boleh dibuat lebih berguna, direka bentuk untuk menyesuaikan diri dengan anggota badan dan melipat mengikut senaman.
Graphene adalah konduktif dan telus. Oleh itu, ia mempunyai potensi besar sebagai bahan dalam sel solar. Biasanya, sel suria menggunakan silikon, yang menghasilkan cas apabila foton menyentuh bahan, mengetuk elektron bebas. Silicon hanya mengeluarkan satu elektron bagi setiap foton yang mencecahnya. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa graphene boleh melepaskan banyak elektron untuk setiap foton yang mencecahnya. Oleh itu, graphene boleh menjadi jauh lebih baik untuk menukar tenaga solar, dengan kecekapan 60 peratus yang diunjurkan berbanding dengan kecekapan 25 peratus oleh silikon semasa.
Oleh kerana kekonduksiannya yang tinggi, graphene boleh digunakan dalam semikonduktor untuk meningkatkan kelajuan yang mana maklumat bergerak. Baru-baru ini dilakukan satu ujian yang menunjukkan bahawa polimer semikonduktif menggerakkan elektrik lebih laju apabila diletakkan di atas lapisan graphene berbanding lapisan silikon. Ini berlaku walaupun polimer lebih tebal. Polimer 50-nanometer tebal, apabila diletakkan di atas lapisan graphene, menyalurkan cas lebih baik daripada lapisan tebal 10 nm polimer. Ini bercanggah dengan ide terdahulu yang menyatakan bahawa polimer yang lebih nipis adalah lebih baik menyalurkan caj. Ini adalah satu lagi contoh ciri-ciri luar biasa graphene.
Tidak lama selepas saintis di Cambridge menunjukkan bahawa graphene boleh bertindak sebagai superkonduktor (bahan tanpa rintangan elektrik) apabila digabungkankan dengan praseodymium cerium copper oxide, para penyelidik di MIT baru-baru ini menemui satu lagi benda yang mengagumkan: Ia boleh berfungsi sebagai superkonduktor sendirian(tanpa gabungan dengan bahan lain), dalam konfigurasi yang betul.
Masa Depan Graphene
Memandangkan senarai kekuatan graphene yang tidak berkesudahan, kita akan melihatnya di mana-mana. Oleh itu, mengapa graphene tidak diterima secara meluas? Seperti kebanyakan perkara, ia bergantung kepada kewangan. Graphene masih sangat mahal untuk dihasilkan dalam kuantiti yang besar, mengehadkan penggunaannya dalam mana-mana produk yang akan menuntut pengeluaran besar-besaran. Lebih-lebih lagi, apabila terdapat banyak helaian graphene yang dihasilkan, terdapat peningkatan risiko kecil dan kelemahan lain yang terdapat di dalam bahan. Tidak kira bagaimana penemuan saintifik yang luar biasa, ekonomi akan sentiasa menentukan kejayaan.
Revolusi tidak berlaku semalaman. Silikon ditemui pada pertengahan abad ke-19, tetapi diperlukan hampir satu abad sebelum semikonduktor silikon membuka jalan bagi penggunaan meluas dalam computer dan komunikasi. Bolehkah graphene, dengan kualiti mitosnya, menjadi sumber yang memacu era sejarah manusia seterusnya?