BuckyBalls

Hari ini (Baca: 4 September 2010) adalah peringatan penemuan BuckyBalls yang ke-25. Tahukah kamu apa itu Buckyballs?

Buckyballs adalah salah satu jenis allotrop karbon, allotrop adalah berbagai macam bentuk kristal atau struktur molekul suatu unsur. BuckyBalls dikenal sebagai alotrop ke-3 dari karbon, dua diantaranya sudah familiar dengan kita yaitu grafit (bahan pengisi pensil) dan diamond.

BuckyBalls merupakan salah satu molekul dengan bentuk paling bulat dan paling simetri yang pernah dikenal manusia. Sejak penemuan BuckyBalls pada tahun 1985, sekarang telah berhasil dibuat ribuan BuckyBalls dengan bentuk dan ukuran yang berbeda.

Salah satu Buckyballs yang paling terkenal adalah yang terdiri dari 60 atom karbon (C60) dan disebut sebagai “icosahedron”. Jika Anda sulit membayangkan maka gunakan “bola sepak”, bentuk bola sepak yang dibangun dari 12 pentagon dan 20 heksagon merupakan representasi bentuk BuckyBalls C60 yang paling sesuai.

Sumber:Wikipedia.org

Identik dengan bentuk bola sepak (perhatikan bentuk heksagon dan pentagon yang ada dipermukaan bola.

Sejarah Penemuan BuckyBalls

Pada tahun 1980, Kimiawan Inggris dari University of sussex, Harold W. Kroto mempelajari komposisi kimia dari bintang yang ada di luar angkasa dengan menggunakan mikrowave spektroskopi. Hasil analisis yang diperoleh diketahui bahwa atmosfer bintang tersebut terdiri dari senyawaan sianopoliena, dimana zat ini memiliki ikatan antara karbon dan nitrogen. Prof. Kroto pun kemudian ingin mempelajari lebih lanjut bagaimana ikatan ini terbentuk.

sumber:http://cnx.org/content/m14355/latest/

Di benua lain, Robert F. Curl dan Richard E. Smalley dari University of Texas, Amerika sedang melakukan penelitian mengenai kluster logam menggunakan mikrowave spektroskopi juga. Di laboratoriumnya, Prof. Smalley memiliki alat yang dapat menguapkan berbagai macam material menjadi plasma, oleh sebab itulah Prof. kroto menghubungi kedua peneliti ini dan akhirnya pada tahun 1985 prof. Kroto bergabung dengan Prof. Smalley untuk melakukan penelitian mengenai penguapan atom karbon.

Kedua peneliti ini melakukan percobaan dengan menembakkan berkas laser berenergi tinggi ke piringan grafit yang berputar. Gas helium (He) dipakai sebagi “gas pembawa” hasil dari penembakkan itu agar bisa di analisis menggunakan spektrometer massa. Helium dipakai disebabkan gas ini bersifat inert sehingga tidak akan bereaksi dengan uap karbon.

Panas yang didapat dari penyinaran laser yang begitu besar dapat memutuskan ikatan karbon-karbon yang ada di grafit. Setelah karbon ini teruapkan maka atom-atom karbon yang terbentuk didinginkan dan terkondensasi dalam uap helium bertekanan tinggi, Atom karbon saling bertumbukkan dan membentuk ikatan yang baru. Setelah beberapa kali melewati proses pendinginan maka karbon yang terbentuk ini akhirnya dianalisis dengan menggunakan spektrometer massa. Dari hasil analisis spektrometer massa Prof. Kroto dan Prof. Smalley menemukan bahwa fragmen paling kecil dari kluster karbon yang paling dominan dan stabil adalah kluster dengan jumlah atom karbon sebanyak 60, dan selanjutnya mereka sebut sebagai C60.

sumber: fuleren C540 (http://cnx.org/content/m14355/latest/)

Langkah selanjutnya kedua Profesor tersebut harus menentukan bagaimana struktur dari C60 itu. Mereka bekerja keras untuk menentukan model yang tepat dan mewakili kestabilan dari C60.

“Geometri molekul yang memiliki kestabilan yang tinggi seharusnya berbentuk bulat (spherical), karena bentuk ini memungkinkan masing-masing atom karbon menggunakan kemampuan untuk membentuk ikatan. Jika berbentuk seperti rantai atau lembaran maka akan masih terdapat atom karbon yang belum berikatan pada bagian ujungnya”, kata Prof. Smalley menjelaskan.

Prof. Smalley juga menambahkan bahwa molekul itu harus memiliki tingkat kesimetrian yang tinggi, dimana kontruksi yang memungkinkan yang memenuhi syarat ini hanyalah bentuk bola. Bola jika dipotong melintang dari berbagai arah selalu menghasilkan bentuk yang simetri.

Untuk membuktikan ini maka Prof. Smalley menggunting kertas berbentuk heksagon dan pentagon, dia merakit kertas-kertas itu sedemikian rupa, dan viola! Smalley berhasil membuat bentuk bola dari 12 pentagon dan 20 heksagon. Smalley, kroto, dan Curl kemudian memberi nama molekul yang mereka temukan dengan nama “BuckminsterFullerene” setelah seorang arsitek Amerika, Richard Buckminster Fuller menggunakan heksagon dan pentagon untuk membangun kubah geodesiknya.

Sifat Kimia & Fisika BuckyBalls

Fulerene C80 (sumber: http://cnx.org/content/m14355/latest/)

Disebabkan BuckyBalls tergolong zat yang relatif masih baru, maka sampai sekarangpun sifat-sifat yang dimilikinya masih banyak dipelajari. Bentuk BuckyBalls yang unik dan ikatan yang terdapat didalamnya merupakan hal menarik yang banyak diteliti.

BuckyBalls memiliki kestabilan yang tinggi dikarenakan bentuknya yang hampir bulat, seperti halnya bola jika kita tekan dan kemudian kita lepaskan maka BuckyBalls akan kembali ke bentuk semula. Begitu juga bila kita benturkan dengan material lain, maka BuckyBalls akan memantul kembali ke arah kita.

Dikarenakan seluruh atom karbon menggunakan ikatannya secara maksimal maka BuckyBalls juga bersifat inert, dan susah mengalami reaksi jika dibandingkan dengan satu atom karbon. Elektron yang ada di atom karbon BuckyBalls saling terdelokalisasi (bebas bergerak) hal inilah yang membuat BuckyBalls bersifat inert. Meskipun BuckyBalls memeliki kelarutan yang kecil dengan berbagai macam pelarut, akan tetapi BuckyBalls merupakan satu-satunya alotrop karbon yang mudah larut. Karena bagian dalam BuckyBall berongga, maka bagian tengahnya dapat diisi oelh atom lain.

Aplikasi BuckyBalls

Apa yang membuat BuckyBalls sangat penting? Berikut beberapa aplikasi yang dapat diterapkan pada BuckyBalls.

Dibidang kedokteran, BuckyBalls diapakai sebagai alat diagnosa dan kandidat obat. Simon Friedman, seorang peneliti dari University of Kansas menggunakan BuckyBalls untuk melekatkan obat agar lebih presisi kepada molekul target. Friedman berhasil melekatkan inhibitor protease 50x lebih presisi pada bagian aktif virus HIV dengan memakai BuckyBalls, sehingga dengan cara ini BuckyBalls dapat dipakai sebagai “obat berbahan dasar fulerene” untuk mengobatai penyakit AIDS.

BuckyBalls dipakai dalam sirkuit elektronik untuk meningkatkan konduktifitasnya sampai ribuan kali lipat. Karena bentuknya yang bulat maka BuckyBalls juga diaplikasikan pada teknologi lubricant. BuckyBalls jika diisi dengan ion kalium maka akan diperoleh superkonduktor. Teknologi BuckyBalls juga merambah ke penerapan katalis, menempelkan buckyballs ke permukaan logam memungkinkan pembuatan jenis katalis baru.

Referensi: