Apa Kegunaan Grafit?

Grafit memiliki berbagai kegunaan yang hampir kontradiktif. Sebuah alotrop karbon dan salah satu mineral terlembut di dunia, penggunaannya berkisar dari alat tulis hingga pelumas. Ini dapat dibuat menjadi silinder graphene setebal satu atom yang merupakan bahan berkekuatan super yang digunakan dalam peralatan olahraga. Grafit dapat berperilaku seperti logam dan menghantarkan listrik tetapi juga sebagai nonlogam yang tahan suhu tinggi.

Grafit terjadi secara alami sebagai serpihan dan urat di dalam rekahan batuan atau sebagai gumpalan amorf. Struktur kristal dasar grafit adalah lembaran datar atom karbon yang terikat kuat dalam sel heksagonal. Disebut graphenes, lembaran ini menumpuk di atas satu sama lain untuk menciptakan volume, tetapi ikatan vertikal antara lembaran sangat lemah. Kelemahan ikatan vertikal ini memungkinkan lembaran untuk membelah dan meluncur satu sama lain. Namun, jika lembaran graphene disejajarkan dan digulung secara horizontal, material yang dihasilkan 100 kali lebih kuat dari baja.

Inti pensil “Timbal” terbuat dari campuran tanah liat dan grafit. Serpihan grafit yang dibelah secara longgar menandai kertas, dan tanah liat bertindak sebagai bahan pengikat. Semakin tinggi kandungan grafit inti, semakin lembut pensil dan semakin gelap jejaknya. Tidak ada timbal dalam apa yang dikenal sebagai pensil timah. Nama itu berasal dari Eropa ketika grafit disebut "plumbago" atau "timbal hitam" karena penampilan logamnya. Penggunaan grafit sebagai penanda berasal dari abad ke-16 di Inggris utara, di mana legenda setempat menyatakan bahwa para gembala menggunakan deposit grafit yang baru ditemukan untuk menandai domba.

Grafit bereaksi dengan uap air atmosfer untuk menyimpan film tipis di atas permukaan yang berdekatan dan mengurangi gesekan di antara mereka. Ini membentuk suspensi dalam minyak dan menurunkan gesekan antara dua bagian yang bergerak. Grafit bekerja dengan cara ini sebagai pelumas hingga suhu 787 derajat Celcius (1.450 derajat Fahrenheit) dan sebagai bahan anti-rebut hingga 1.315 derajat Celcius (2.399 derajat Fahrenheit). Grafit adalah bahan tahan api yang umum karena tahan suhu tinggi tanpa berubah secara kimia. Ini digunakan dalam proses manufaktur mulai dari pembuatan baja dan kaca hingga pemrosesan besi. Ini juga merupakan pengganti asbes pada pelapis rem mobil.

Baterai lithium-ion memiliki katoda lithium dan anoda grafit. Saat baterai diisi, ion lithium bermuatan positif dalam elektrolit – larutan garam lithium – menumpuk di sekitar anoda grafit. Sebuah anoda lithium akan membuat baterai lebih kuat, tetapi lithium berkembang pesat saat diisi. Seiring waktu, permukaan katoda litium menjadi retak, menyebabkan ion litium lepas. Ini pada gilirannya membentuk pertumbuhan yang disebut dendrit dalam proses yang dapat membuat korsleting baterai.

Lembaran graphene tunggal yang digulung 10 kali lebih ringan, serta 100 kali lebih kuat, dari baja. Lembaran yang digulung seperti itu juga disebut sebagai graphene, dan turunan grafit ini adalah dunia bahan terkuat yang teridentifikasi dan telah digunakan untuk membuat olahraga ringan berkekuatan super peralatan. Konduktivitas listriknya yang tinggi, absorbansi cahaya yang rendah, dan ketahanan kimia menjadikannya bahan yang ideal untuk masa depan aplikasi, termasuk dalam implan medis seperti jantung buatan, perangkat elektronik fleksibel, dan pesawat terbang bagian.