Nanoteknologi Film Tipis Penerapan Nanoteknologi

30 PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: KIMIA BARU DUNIA NANOTEKNOLOGI KELOMPOK KOMPETENSI J Struktur carbosilane campuran rantai lurus dan siklik adalah sebagai berikut. Gambar 1.25 Struktur carbonsilane campuran rantai lurus dan siklik Senyawa carbosilane berwarna putih, larut dan dapat meleleh dan membentuk serat pada suhu 190 o C. Melepaskan serat ke udara pada temperatur kamar menghasilkan lapisan permukaan silica. Kestabilan diperoleh dari struktur yang membentuk ikatan silang sebagai langkah utama pada pirolisis. Pemanasan yang dilanjutkan pada 1,200–1,500 o C dalam atmosfer nitrogen melepaskan metan dan hidrogen dan menghasilkan serat keramik. Secara keluruhan komposisi dari SiC : C : SiO2 = 1 : 0.78 : 0.22. Serat keramik ini masih mengandung sisa karbon yang berlebihan. Sekarang telah dihasilkan silikon karbida dengan sisa karbon sedikit melalui reaksi ikatan silang. Salah satu proses yang dikembangkan adalah dengan memilin serat dari lelehannya. Pada proses ini tepung silikonkarbida didispersikan dalam larutan karbosilane dalam toluene. Dari larutan ini ditarik dan dipilin serat yang kemudian dipirolisa menjadi silicon karbida. Serat ini stabil pada suhu 1,500 o C selama 120 jam. c Sintesis Silikon Karbida dari Bahan Alam Saat ini telah dikembangkan pembuatan Silikon karbida dengan memanfaatkan bahan dari tumbuhan. Serbuk SiC berhasil disintesa dari campuran serbuk Si dan hasil pirolisa serbuk kayu meranti setelah pemanasan sampai pada temperatur 1575 o C dalam atmosfir Ar. Proses pirolisa menyebabkan serbuk kayu mengalami penyusutan ukuran dan pembesaran rongga jika dibandingkan dengan serbuk kayu awal. Hasil pirolisa menghasilkan residu C yang menjadi sumber C untuk reaksi dengan Si menjadi SiC. Pengujian dengan X-ray Diffraction XRD menunjukkan pembentukan SiC sebagai fasa yang dominan. Di luar dugaan juga didapatkan SiO 2 yang diperkirakan karena masuknya O 2 ke dalam dapur selama pemanasan. Sanai dan Jitcharoeng 2009 menggunakan sekam padi sebagai bahan baku pembuatan silikon karbida. Penelitian ini dilatar Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: KIMIA BARU DUNIA NANOTEKNOLOGI KELOMPOK KOMPETENSI J 31 belakangi dari banyaknya sekam padi yang dihasilkan dari kilang padi dimana diketahui bahwa hampir 15-20 sekam padi mengandung abu yang kaya dengan silica 95 SiO 2 . Silika ini merupakan bahan baku yang baik untuk disintesis menjadi silicon murni, silicon karbida dan berbagai jenis senyawaan silicon. Berdasarkan berbagi penelitian diketahui mekanisme pembentukan SiC pada temperature tinggi adalah : SiO2 s + 3 C s SiC s + 2 CO gas ………… 3 SiO2 s + 2 C s Si s + 2 CO gas ………… 4 SiO2 s + C s SiO gas + CO gas ..………. 5 Perhitungan termodinamika menunjukkan bahwa reaksi berlangsung pada suhu 1300 °C - 1900 °C. Dikethui bahwa logam-logam Fe, Co dan Ni dapat mengkatalisis reaksi pembentukkan SiC. Oleh karena itu pada penelitiannya ini Sanai dan Jitcharoeng mengkaji tentang kondisi optimum untuk memproduksi tepung Silikon karbida dari sekam padi yang telah diolah dengan asam terutama yang berkaitan dengan jenis dan konsentrasi optimum katalisnya. Adapun katalis yang digunakan adalah logam-logam Fe, Co dan Ni. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa sekam padi yang telah diolah dengan HCl 1N dan disintesis pada suhu 1500 °C dan perendaman selama 2 jam menghasilkan senyawa α SiC dalam ukuran mikron dan sub micron. Adapun jumlah α SiC yang dihasilkan sebanyak 34 hingga 42 . Katalis yang paling baik adalah katalis Fe pada konsentrasi Fe 3 . d Sintesis Nano Silikon Karbida dengan Teknik Induksi Plasma Silikon karbida juga telah disintesis dalam ukuran nano. Francois Gitzhofer 1995 mensintesis” ultrafine powders UFP Si C dengan teknik induksi plasma. Istilah UFP atau yang disebut juga dengan nanosized powders diberikan pada partikel yang ukurannya antara 5 nm hingga 100nm. Untuk memperoleh bubuk keramik SiC dengan ukuran seperti itu ada beberapa teknik yang dapat digunakan, antara lain dengan . reactor plasma, menggunakan element pengabuan atau microwave, laser dan dengan teknik CVD.