Nanoreaktor: Hexagonal Mesophases

Istilah nanoreaktor sering diartikan sebagai suatu template/ reaktor untuk melakukan proses sintesis nanomaterial. Nanoreaktor mempuyai peranan penting dalam mengontrol bentuk dan ukuran nanomaterial yang akan disintesis. Dalam bahasan kali ini akan dijelaskan salah satu nanoreaktor yang dapat digunakan untuk sintesis nanomaterial berbentuk satu, dua, bahkan tiga dimensi yaitu hexagonal mesophases. Disebut heksagonal karena nanoreaktor ini tersusun atas tabung silinder yang tersusun membentuk hexagonal, dan istilah mesophases digunakan karena wujud dari nanoreaktor ini adalah intermediet antara fase luquid dan fase kristal, oleh karena itu hexagonal mesophases juga sering disebut dengan istilah hexagonal liquid kristal.

111114-nanohexagonala

Hexagonal mesophases tersusun atas larutan ionic, minyak (fase hidrofobik), surfaktan, dan co-surfactan. Pada awalnya, ketika surfactant yang tersusun dari kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik dilarutkan kedalam air, maka ekor hidrofobik akan cenrdung menjauhi fase air (sesuai dengan prinsip like dissolve like) dan surfactant berada di permukaan. Kemudian, ketika konsentrasi surfactant ditambah, dan seluruh permukaan sudah dicover olehnya, maka surfactant ini akan saling berorganisasi membentuk misel, dengan ekor hidrofobik berada didalam dan kepala hidrofilik kontak dengan air.

111114-nanohexagonalb

Fase hidrofobik seperti cyclohexane atau toluene kemudian ditambahkan kedalam misel membentuk mikroemulsi, dan penambahan co-surfactant seperti n-pentanol akan membentuk self-assembly hexagonal mesophases. Seperti yang dapat dilihat pada gambar, fase hidrofobik berada didalam tabung silinder dan tabung ini dikelilingi oleh fase air. Nanomaterial dapat disintesis di fase air maupun di fase hidrofobik. Sejumlah nanomaterial yang telah berhasil disintesis dalam nanoreaktor seperti Pd nanowires, Pd dan Pt nanoballs, dan bimetallic Pd/Pt dapat disintesis di fase air, sedangkan Pd nanosheets dan conducting polymers nanowires dapat disintesis di fase hidrofobik.

Sintesis nanomaterial dilakukan dengan melarutkan sejumlah ion logam sebagai precursor seperti PdII dan PtII (untuk sintesis nanomaterial di fasa air) dan monomer atau kompleks logam yang dapat larut dalam fase hidrofobik (untuk sintesis nanomaterial di fase hidrofobik). Karena confinement yang dihasilkan oleh hexagonal mesophases ini di fase air (<10 nm) ataupun di fase hidrofobik (2-20 nm) maka ketika precursor ini direduksi menggunakan radiasi gamma atau teknik reduksi lainnya, ukuran metal yang dihasilkan akan berada dalam skala nanometer.

Menariknya adalah diameter dari tabung hidrofobik ini bisa dikontrol (swollen) dengan mengontrol rasio antara volume fase hirdrofobik terhadap volume larutan ionic. Dengan mengontrol ukuran dari tabung hidrofobik ini, diameter ukuran nanowires ataupun ukuran pori dari nanoballs juga dapat dikontrol. Penelitian yang dilakukan Remita group di Universite Paris SUD, Prancis,  menunjukan bahwa diameter conducting polymers nanowires ataupun ukuran pori dari nanoballs sesuai dengan diameter dari tabung hidrofobik.

111114-nanohexagonalc

Ekstraksi nanomaterial yang telah disintesis di hexagonal mesophases ini pun dapat dilakukan dengan mudah yaitu hanya dengan menggunakan alcohol rantai pendek seperti iso-propanol ataupun ethanol. Oleh karena itu, hexagonal mesophases adalah suatu nanoreaktor serba guna untuk mensintesis 1D, 2D, maupun 3D nanomaterial. (Dita Floresyona)

References:

Ksar F. et al. Chem. Mater. 21,  1612, 2009,

Ksar F. et al. Chem. Mater. 21,  3677, 2009.

Siril et al. Chem. Mater. 21, 5170, 2009.

Ksar F. et al. Nanotechnol, 22 , 305609, 2011

Surendran et al., Chem. Mat., 17, 1505-1514, (2005)

E.Pena dos Santos et al. Langmuir, 21, 4362-4369, (2005)

P. F. Siril, et al, Chem. Mater.  21, 2009

Author: admin

Share This Post On
468 ad

Submit a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>