Apa itu nanogenerator 1

Oleh : Iwan Sugihartono


Tulisan ini dibuat sebagai warming up penulis untuk berpartisipsi menulis buku ilmiah “ZnO nanostructure and their application” di bawah pimpinan Prof. Sun Xiaowei dari School of EEE, NTU, Singapur. Di dalam buku tersebut saya akan memberikan sebuah review tentang bagaimana sebuah devais yang dibangun dari struktur nano atau di kalangan ilmuwan nano dikenal sebagai nanogenerator.

Pertama kali ketika saya mendapat tugas tersebut, tepatnya kemarin sore hari Kamis 24 Januari, saya merasa kaget ketika menerima sebuah email dari Prof untuk turut tergabung dalam penulisan buku. Bagi saya, itu sebuah kebanggaan tersendiri. Memang jika saya berkaca pada kegiatan saya sekarang ini, saya sungguh sibuk dengan urusan kuliah s3 yang masih dijejali dengan pekerjaan rumah, tugas, dan kuis. Selain itu juga saya masih disibukan lagi dengan urusan membuat poster untuk oral presentasi di Inst. Material Research and Engineering (IMRE), Singapur yang akan dilaksanakan pada tanggal 27-28 Februari 2008. Belum lagi melakukan experiment untuk mengejar publikasi di jurnal ilmiah. Namun saya berpikir sangat positif, bahwa dengan kesibukan yang menuntut otak kita aktif justeru kita akan lebih mudah melihat indahnya bagian dari alam semesta dan mampu membuat kita menjadi semakin dewasa dalam mengatur waktu serta membuat kita semakin sadar betapa waktu itu sangat berguna. Dari obrolan empat mata antara saya dan Prof, saya menyimpulkan bahwa beliau mendidik kita sebagai mahasiswa doctor dan postdoct untuk tidak sekedar menjadi seorang saintis di laboratorium, namun juga secara explicit saya menilai beliau mendidik kita untuk menjadi seorang saintis dan manager yang berwawasan serta cermat dalam membuat rencana di masa datang.

Di bawah ini saya akan menyajikan sebuah pengenalan tentang nanogenerator.

Sumber energy listrik dari struktur nano

Seiring dengan perkembangan teknologi nano, kini beberapa grup riset yang concern mengembangkan teknologi nano sudah mampu membuat sebuah devais dari struktur nano untuk menghasilkan arus listrik, medan electromagnetic, bahkan mampu mengeluarkan radiasi dalam orde subatomic. Devais yang berdasarkan pada struktur nano disebut sebagai nanogenerator. Mengesankan, itulah pertama kali expresi penulis ketika membaca tentang berita perkembangan teknologi nano.

Research tentang nanogenerator baru dilakukan oleh beberapa grup riset yang berkecimpung di dunia nano. Salah satunya adalah grup riset dari Georgia Institute of Technology, mereka sedang mengembangkan sebuah prototip nanogenerator yang menggunakan struktur nanowire untuk menghasilkan listrik ketika wire dalam ukuran nano tersebut bergetar. Nanowire pada prototype tersebut terbuat dari bahan ZnO (zinc oksida), arus yang timbul dari nanowire tersebut adalah sebagai efek dari piezoelectric. Fenomena tersebut cukup mirip dengan Kristal quartz yang menghasilkan arus listrik lemah ketika mendapatkan stress mekanik. Desain dari nanogenerator tersebut hingga saat ini masih menjadi objek riset dan masih berada dalam tahap pengembangan. Para ilmuwan dan insinyur memprediksikan bahwa nanogenarator akan diperkenalkan ke public kira-kira pada tahun 2010-2011.

Hingga saat ini mayoritas dari perangkat elektronik yang portable (contoh : jam tangan, etc), energinya masih sangat tergantung pada baterai. Saat ini para ilmuwan sedang mengembangkan dan sebagian telah mendemonstrasikan bagaimana sebuah perangkat elektronik yang sangat mudah dan praktis dalam suplai energinya. Hal tersebut dapat direalisasikan dengan metode pengembangkan teknologi nanowire dari bahan murah (ZnO) yang dapat memproduksi energy mekanik yang cukup untuk dikonversikan menjadi energy listrik.

Gambar 1. Loncatan listrik dari struktur nanowire yang berhasil discan
(Courtesy dari Zhong Lin Wang, Georgia Tech.)

Bagaimana listrik dihasilkan? (to be continued)