Courtesy of InterestingEngineering

Metode Baru Sintesis Nanodiamond dengan Radiasi Elektron di Laboratorium Tokyo

Mengembangkan metode baru untuk membuat nanodiamond sintetik menggunakan radiasi elektron pada kondisi tekanan rendah, yang dapat membuka inovasi dalam bidang pencitraan, teknologi kuantum, dan teknik permukaan.

07 Sep 2025, 17.15 WIB

160 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan bahwa berlian dapat dibuat dengan cara yang lebih efisien menggunakan radiasi elektron.
Adamantane adalah molekul kunci yang memungkinkan terbentuknya berlian melalui proses ini.
Teknik ini membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi kuantum dan aplikasi industri lainnya.

Tokyo, Jepang - Peneliti Universitas Tokyo berhasil menemukan cara baru untuk membuat nanodiamond menggunakan radiasi elektron. Biasanya, berlian sintetik dibuat dengan tekanan dan panas tinggi, atau teknik pengendapan uap kimia. Namun, tim ini menggunakan berkas elektron di mikroskop transmisi elektron untuk menyintesis berlian dalam kondisi tekanan rendah.

Mereka memulai dengan adamantane, molekul hidrokarbon berbentuk sangkar yang memiliki struktur karbon seperti berlian namun dengan atom hidrogen yang melekat. Radiasi elektron memecah ikatan karbon-hidrogen dan menghubungkan atom karbon membentuk kisi berlian, sambil melepaskan gas hidrogen.

Proses ini berhasil menciptakan nanodiamond bebas cacat berukuran hingga sekitar 10 nanometer. Biasanya, berkas elektron merusak molekul organik, namun dalam penelitian ini berkas elektron justru memicu reaksi kimia yang terkontrol, yang merupakan terobosan besar di bidang mikroskopi.

Metode ini sangat penting karena tidak membutuhkan suhu dan tekanan ekstrem seperti cara pembuatan berlian tradisional. Selain itu, adamantane terbukti menjadi prekursor paling cocok karena struktur karbonnya yang mirip berlian, sementara hidrokarbon lain tidak berhasil bertransformasi.

Penemuan ini membuka peluang besar dalam berbagai bidang, termasuk teknologi kuantum, teknik permukaan, litografi, serta astrokimia. Pendekatan ini menunjukkan bahwa elektron dapat melakukan reaksi kimia yang sangat spesifik jika molekul didesain dengan tepat.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/synthetic-diamonds-using-electron-beams

Analisis Kami

"Penemuan ini sangat revolusioner karena mengubah paradigma lama bahwa berkas elektron hanya merusak molekul organik menjadi alat untuk reaksi kimia yang terkendali. Dengan pendekatan molekuler yang tepat, seperti adamantane, kita kini dapat menciptakan material nanodiamond berkualitas tinggi dalam kondisi lebih mudah dan murah dibanding metode tradisional."

Analisis Ahli

Profesor Eiichi Nakamura

"Metode ini membuktikan bahwa elektron dapat menjadi katalis unik dalam kimia molekuler, membuka pintu untuk sintesis bahan baru pada skala nano tanpa kerusakan sample."

Dr. Kenji Saito (Ahli Material Nano, Universitas Kyoto)

"Inovasi ini sangat menjanjikan untuk aplikasi kuantum dan mikroskopi, menandai era baru dalam manipulasi bahan menggunakan elektron."

Dr. Miho Tanaka (Fisikawan Material)

"Penggunaan TEM secara fungsional sebagai reaktor kimia adalah langkah besar yang mengubah teknik mikroskopi dibandingkan sebelumnya."

Prediksi Kami

Di masa depan, teknik ini dapat mempercepat pengembangan teknologi kuantum dengan nanodiamond sebagai pusat warna, serta memunculkan metode baru dalam litografi dan rekayasa permukaan menggunakan berkas elektron.