Ilmuwan Ciptakan Polimer 2D Sangat Konduktif, Membuka Jalan Bagi Elektronika Canggih

Sebuah tim peneliti internasional telah berhasil menciptakan jenis baru polimer 2D yang sangat konduktif, membuka pintu bagi aplikasi baru yang menarik dalam bidang elektronika, sensor, dan teknologi fleksibel.

Penemuan yang dipublikasikan di Nature ini merupakan langkah maju yang besar dalam melakukan penelitian polimer.

Apa itu polimer konduktif?

Polimer konduktif, seperti polianilin, politiofena, dan polipirol, adalah bahan khusus yang dapat menghantarkan listrik.

Polimer konduktif ringan, fleksibel, dan murah, menjadikannya alternatif yang menjanjikan untuk semikonduktor dan logam tradisional.

Namun, bahan-bahan ini selalu menghadapi tantangan besar: muatan listrik tidak mengalir secara efisien di antara rantai polimer, sehingga membatasi kegunaannya dalam aplikasi dunia nyata.

Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, TU Dresden, Institut Max Planck, dan CIC nanoGUNE BRTA mengembangkan kristal polianilin dua dimensi (2DPANI) baru.

Terobosan ini meningkatkan pengangkutan muatan, membuat material jauh lebih konduktif daripada sebelumnya.

Tim menciptakan lapisan 2DPANI yang sangat tipis menggunakan proses khusus yang disebut polimerisasi 2D, yang melibatkan pertumbuhan material di permukaan air.

Kristal yang dihasilkan berukuran 130–160 mikrometer persegi dan memiliki ketebalan mulai dari puluhan hingga ratusan nanometer.

Kunci konduktivitasnya yang tinggi adalah strukturnya yang unik. Kristal 2DPANI memiliki susunan π berbentuk kolom dan kisi rombohedral khusus, yang memungkinkan kopling elektronik yang kuat di antara lapisan.

Ini berarti bahwa muatan listrik dapat bergerak lebih bebas di dalam material, yang secara signifikan meningkatkan konduktivitasnya.

Polimer yang baru dikembangkan menunjukkan konduktivitas tipe Drude, yang berarti ia berperilaku lebih seperti logam daripada polimer tradisional.

Ia mencapai konduktivitas listrik sebesar 200 S/cm, yang sangat tinggi untuk polimer.

Penelitian ini juga menemukan bahwa konduktivitas vertikal material (pengangkutan keluar bidang) sebenarnya meningkat saat suhu turun, sifat yang khas dari perilaku logam.

Fitur ini dapat sangat berguna untuk perangkat elektronik generasi berikutnya.

Penemuan ini memecahkan masalah utama yang telah lama membatasi polimer konduktif: transportasi muatan yang buruk karena tatanan struktural yang lemah.

Dengan meningkatkan cara muatan bergerak melalui material, penelitian ini membawa kita lebih dekat ke penggunaan polimer konduktif dalam aplikasi dunia nyata.

Di masa mendatang, material ini dapat digunakan dalam elektroda, pelindung elektromagnetik, sensor, dan elektronik fleksibel, menawarkan alternatif yang lebih ringan, lebih murah, dan lebih mudah beradaptasi dengan material tradisional seperti logam dan silikon.

Terobosan ini menandai langkah maju yang menarik dalam ilmu material, membawa kita lebih dekat ke perangkat elektronik yang lebih cerdas dan lebih efisien.