Nanopelat (Nanoplate)

 

Nanopelat adalah struktur nano berbentuk lempeng tipis dengan dimensi lateral yang jauh lebih besar dibandingkan ketebalannya. Struktur ini biasanya memiliki ketebalan dalam skala nanometer (nm) tetapi dapat memiliki panjang dan lebar hingga beberapa mikrometer. Nanopelat termasuk dalam kategori nanomaterial berbentuk dua dimensi (2D), seperti halnya graphene dan MXenes.

 

Karakteristik Nanopelat

1.     Dimensi 2D – Ketebalan sangat kecil dibandingkan dengan panjang dan lebarnya, memberikan sifat unik terkait luas permukaan dan reaktivitas.

2.     Sifat Mekanik Unggul – Biasanya memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, fleksibilitas, dan ketahanan termal yang baik.

3.     Sifat Elektronik dan Optik – Struktur tipisnya memungkinkan manipulasi sifat elektronik dan optik, seperti transparansi tinggi dan konduktivitas listrik yang baik.

4.     Luas Permukaan Spesifik Tinggi – Sangat bermanfaat untuk aplikasi katalisis, sensor, dan penyimpanan energi.

 

Material Penyusun Nanopelat

• Logam: Emas (gold nanoplate), perak (silver nanoplate), tembaga.

• Oksida Logam: ZnO, TiO₂, SnO₂.

• Senyawa Berbasis Karbon: Graphene, graphene oxide (GO).

• Material Lain: MXenes (karbida dan nitrida transisi logam), MoS₂, WS₂.

 

Metode Sintesis

1.     Metode Bottom-Up: Nanopelat dibentuk dari partikel atom atau molekul kecil melalui reaksi kimia, misalnya:

o    Metode Sol-Gel – Digunakan untuk sintesis nanopelat oksida logam.

o    Deposisi Uap Kimia (CVD) – Digunakan untuk membuat nanopelat berbasis karbon seperti graphene.

o    Reduksi Kimia – Digunakan untuk membuat nanopelat logam seperti emas dan perak.

2.     Metode Top-Down: Nanopelat diperoleh dengan mengikis atau memecah material yang lebih besar, misalnya:

o    Eksfoliasi Mekanis – Menggunakan pita perekat untuk mengelupas lapisan tipis dari material bulk (contohnya graphene dari grafit).

o    Eksfoliasi Kimia – Menggunakan pelarut atau bahan kimia untuk memisahkan lapisan tipis dari material bulk.

 

Aplikasi Nanopelat

1.     Elektronika dan Optoelektronika

o    Nanopelat berbasis graphene dan MoS₂ digunakan dalam transistor, layar fleksibel, dan sel surya.

2.     Katalisis

o    Nanopelat logam seperti Pt dan Pd digunakan sebagai katalis dalam reaksi hidrogenasi dan elektrokatalisis.

3.     Sensor

o    Nanopelat digunakan dalam sensor gas, biosensor, dan sensor optik karena luas permukaannya yang besar dan sifat elektronik yang dapat disesuaikan.

4.     Penyimpanan Energi

o    Digunakan dalam baterai lithium-ion, superkapasitor, dan bahan anoda/cathode yang meningkatkan kapasitas dan stabilitas siklus.

5.     Biomedis

o    Nanopelat emas dan perak digunakan dalam terapi fototermal kanker dan pencitraan biomedis.

 

Dengan sifat uniknya, nanopelat terus menjadi bidang penelitian yang berkembang pesat dalam berbagai aplikasi teknologi canggih.