Cekricek.id — Tim peneliti dari Rice University dan Pennsylvania State University menemukan bahwa kerutan sangat kecil berskala sub-nanometer pada lembaran grafena dapat mengubah secara fundamental sifat kelistrikan material dua dimensi tersebut. Memakai mikroskop probe khusus, spektroskopi Raman, dan simulasi atomik, tim ini menunjukkan bahwa lipatan yang melengkung tajam menciptakan wilayah lokal tempat elektron mengalami potensial listrik berbeda dibanding area grafena yang datar di sekitarnya.
Temuan itu dipaparkan Sathvik Ajay Iyengar, mahasiswa doktoral yang terlibat riset ini di Rice University, bersama Vincent Meunier, ahli fisika teoretis di Departemen Ilmu dan Rekayasa Material Pennsylvania State University, dan tim peneliti lintas lembaga lewat artikel Sub-Nanometer Curvature Unlocks Quantum Orbital Flexoelectricity in Graphene dalam jurnal Advanced Materials pada 2026.
Ketajaman Lipatan Lebih Menentukan daripada Ukurannya
Fenomena yang diamati tim ini dikenal sebagai efek flexoelektrik, yakni kemampuan sebuah material menghasilkan medan listrik ketika ditekuk atau diberi tekanan mekanis, tanpa memerlukan bahan tambahan atau doping kimia. Selama ini efek flexoelektrik lazim diamati pada material berskala mikro, tetapi tim Rice dan Penn State membuktikan efek itu justru jauh lebih kuat ketika terjadi pada kerutan grafena yang lengkungannya hanya sepersekian nanometer.
“Ketajaman kerutan itu ternyata jauh lebih menentukan dibanding ukuran keseluruhannya,” kata Iyengar.
Pemisahan Muatan hingga Jutaan Kali Lipat
Intensitas pemisahan muatan pada kerutan grafena itu tercatat melampaui sistem flexoelektrik konvensional sebanyak 100.000 hingga 10 juta kali lipat. Temuan ini sekaligus membuktikan prediksi teoretis yang pertama kali diajukan pada 2008, namun baru bisa diverifikasi langsung sekarang berkat kemajuan teknik mikroskopi resolusi tinggi.
Membuka Jalan Kendali Listrik Lewat Bentuk, Bukan Bahan Kimia
Hasil riset ini mengisyaratkan bahwa rekayasa geometris murni — membentuk kerutan atau lipatan pada material dua dimensi — berpotensi menjadi cara baru mengendalikan aliran listrik pada perangkat elektronik ultratipis di masa depan, tanpa perlu menambahkan komponen doping kimia atau elemen tambahan lain. Grafena yang dikenal sebagai lembaran karbon setebal satu atom sudah lama dilirik industri elektronik karena konduktivitas dan kekuatannya yang luar biasa, tetapi kesulitan mengendalikan sifat listriknya secara presisi masih jadi hambatan.
Tim peneliti menyebut prinsip serupa berpotensi diterapkan pada material dua dimensi lain di luar grafena, membuka kemungkinan generasi baru sensor tekanan, pemanen energi, dan komponen elektronik fleksibel yang memanfaatkan bentuk fisik material sebagai mekanisme kendali, bukan sekadar komposisi kimianya.
Baca juga: Titik Kuantum dari Selulosa Tingkatkan Produksi Hidrogen Fotokatalitik hingga 69 Persen
Baca juga: Komputer Kuantum Berbasis Berlian Ini Bekerja di Suhu Ruang dan Cukup Dicolok ke Stopkontak
