7/2/2014
Austrian Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia - FMIPA Universitas Gadjah Mada (UGM)
KIMIA KOMPUTASI – PEMODELAN MOLEKUL Senyawa S Fulleren F ll
Drs. Iqmal Tahir, M.Si. Austrian-Indonesian A ti I d i C Centre t (AIC) ffor Computational C t ti l Ch Chemistry, i t JJurusan Ki Kimia i Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gadjah Mada, Sekip Utara, Yogyakarta, 55281 Tel : 0857 868 77886; Fax : 0274-545188 Email :
[email protected] atau
[email protected] Website : http://iqmal.staff.ugm.ac.id http://iqmaltahir.wordpress.com
1
7/2/2014
Senyawa Fulleren
Fulleren adalah termasuk senyawa alotrop karbon Terdiri dari hanya unsur karbon. karbon Berbentuk berbagi jenis bola, elipsoida, tabung dan bentuk lainnya. Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Senyawa Alotrop Karbon 1. Grafit adalah senyawa karbon amorf dan merupakan senyawa karbon paling stabil. Senyawa ini bersifat sebagai penghantar listrik dan biasa digunakan pada pensil. Grafit sering digunakan pada riset termokimia
2. Intan dikenal sebagai mineral alami dengan tingkat kekerasan tertinggi. Dengan sifat tersebut dan penampakan kristalinnya maka intan digunakan sebagai perhiasan dan sangat berguna pada industri (bor, dll)
3. Fuleren
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
2
7/2/2014
Penemuan fuleren pertama : C60
Pada tahun 1985, Prof Harold W. Kroto (University Robert Floyd Curl of Sussex) bergabung Robert F. Curl dan Prof Richard E. Smalley di Rice University untuk mempelajari produk penguapan karbon. Mereka melakukan eksperimen molecular beams dan mengamati ada satu puncak diskrit teramati yang memiliki massa molekular tepat enam puluh Harold Kroto atau tujuh puluh atau lebih atom karbon. Senyawa C60 yang ditemukan ini dinamakan buckminsterfullerene dari Richard Buckminster Fuller yang merancang kubah geodesik yang merupakan struktur yang sama seperti C60 C60. Tak lama setelah penemuan C60, ditemukan berbagai senyawa fullerene lainnya. Richard Errett Smalley Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Struktur Beberapa Fullerenes
C60 (Buckminsterfullerene) -Memiliki
bentuk struktur seperti bola -Diameter bola sekitar 1 nm
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
3
7/2/2014
Struktur Beberapa Fullerenes
C20 (Senyawa fulleren terkecil)
- Dengan struktur terdiri dari 12 muka pentagonal
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Carbon nanotube – CNT (Bucky Tube) Senyawa fuleren berbentuk tabung. Struktur ini memiliki kekuatan dan fleksibilitas yang mampumembuat CNT potensial untuk berbagai lik i aplikasi Kekuatan tarik tertinggi CNT multi walled telah teruji sampai 63 GPa. Karbon nanotube telah digunakan sebagai serat komposit dalam polimer dengan terjadi peningkatan sifat mekanik, termal dan listrik dari produk massal.
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
4
7/2/2014
Bucky Egg
Fulleren berbentuk telur (buckyball telur) ditemukan oleh ahli kimia di UC Davis, Virginia Tech dan Emory dan Henryy College, g , Va.
Beavers mulai memetakan struktur, ia menemukan dua pentagons samping satu sama lain, sehingga terdapat bentuk ujung yang runcing menyerupai telur. Bentuk ini mengandung molekul triterbium nitrida dalam.
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Aplikasi fulleren
Aditif Polimer Senyawa fulleren dan black fullerenik secara kimiawi bersifat reaktif dan dapat ditambahkan pada struktur polimer untuk membuat kopolimer p baru dengan g sifat fisik dan mekanik tertentu. Karbon Nanotubes CNT adalah fuleren berbentuk silinder. Ukuran tabung pada kisaran nanometer. Memiliki sifat kekuatan tarik tinggi, konduktivitas listrik tinggi, daya tahan tinggi terhadap panas, dan aktivitas kimia relatif. CNT dapat digunakan untuk membuat zat-zat yang berguna. Untuk contoh: Raket tenis, superkonduktor, komposit yang digunakan dalam pesawat
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
5
7/2/2014
Bidang Aplikasi Fulleren
Piranti optik (Optical devices)
Agen pengeras senyawa karbida
Sensor kimia
Piranti pemisahan gas-gas
Thermal Insulation
Intan
Battere
Katalis
Aplikasi Medis
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Pemodelan Molekul Fulleren
Kajian reaktivitas
Pemodelan geometri dan kestabilan beberapa struktur fuleren
Interaksi host-guest fuleren
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
6
7/2/2014
Pemodelan Molekul Fulleren
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Pemodelan Molekul Fulleren
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
7
7/2/2014
Pemodelan Molekul Grafen
Merupakan salah satu variasi allotrof karbon lainnya.
B i t kt dan d Bagaimana struktur kestabilannya ?
Apa pemanfaatannya ?
Riset Kimia Komputasi seperti apa yang bisa dilakukan terhadap senyawa y grafen ini ? g
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
Pemodelan Molekul Grafen
Austrian-Indonesian Centre (AIC) for Computational Chemistry Jurusan Kimia – FMIPA, UGM
8
