Partikel Ajaib CQDs dari Batubara: Rahasia di Balik Teknologi Layar Masa Depan

Teknologi nanomaterial telah menjadi fokus utama dalam pengembangan inovasi masa depan, terutama pemanfaatan batubara untuk menciptakan Carbon Quantum Dots (CQDs), partikel nano dengan potensi besar di berbagai sektor, termasuk layar. Di tengah upaya global untuk mengurangi emisi karbon, teknologi ini menawarkan solusi ramah lingkungan sekaligus bernilai tambah tinggi. Artikel ini mengeksplorasi potensi CQDs dari batubara untuk masa depan teknologi layar dan mendukung hilirisasi batubara yang berkelanjutan.

Mengatasi Tantangan Emisi Karbon dengan Hilirisasi Batubara: Menemukan Potensi Teknologi Quantum

Gas rumah kaca, terutama karbondioksida (CO2), merupakan penyebab utama pemanasan global. Emisi CO2 dari pembakaran batubara berkontribusi signifikan terhadap perubahan iklim. Data IEA (2022) menunjukkan peningkatan emisi karbon global sekitar 6% dari 2020 ke 2021, seiring dengan pemulihan ekonomi. Indonesia, melalui UU No. 16 Tahun 2016, berkomitmen mengurangi emisi gas rumah kaca (GRK) sebesar 29% secara mandiri dan 41% melalui kerjasama internasional pada 2030.

Salah satu strategi penting adalah mengoptimalkan penggunaan batubara melalui hilirisasi. Indonesia, dengan cadangan batubara mencapai 38,84 miliar ton, memiliki peluang besar untuk memanfaatkannya sebagai sumber energi yang lebih ramah lingkungan. Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional (KEN), batubara tetap memegang peran penting dalam bauran energi, yaitu 30% pada 2025 dan 25% pada 2050. Dengan inovasi teknologi seperti CQDs, Indonesia dapat memanfaatkan batubara secara lebih efisien dan ramah lingkungan.

Mengapa CQDs Menjadi Pilihan Utama?

CQDs berbasis batubara berbeda dari quantum dots berbasis logam seperti CdSe dan CdTe, yang mengandung logam berat berbahaya. CQDs lebih ramah lingkungan dan toksisitasnya rendah, sehingga aman untuk berbagai aplikasi teknologi, termasuk biomedis. Selain itu, CQDs memiliki kemampuan multifungsi yang membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi, mulai dari teknologi layar hingga sektor kesehatan.

Bagaimana Partikel Sekecil Atom Dapat Mengubah Masa Depan Teknologi?

Dalam era teknologi yang terus berkembang, inovasi dalam nanomaterial semakin menarik perhatian. Salah satu teknologi yang sedang naik daun adalah Carbon Quantum Dots (CQDs), nanopartikel karbon dengan ukuran kurang dari 10 nanometer yang memiliki sifat optik unggul, seperti kemampuan memancarkan cahaya atau photoluminescence ketika terkena sinar. Sifat inilah yang menjadikan CQDs bahan yang sangat diminati dalam berbagai aplikasi teknologi, khususnya dalam Quantum Dot Light-Emitting Diodes (QD-LEDs). Partikel Ajaib CQDs dari Batubara menjadi rahasia di balik teknologi layar masa depan yang sedang dikembangkan oleh Finder Unpad.

CQDs adalah nanopartikel karbon berukuran kurang dari 10 nanometer yang mampu memancarkan cahaya atau photoluminescence saat terkena sinar. Sifat ini membuat CQDs sangat diminati untuk aplikasi dalam Quantum Dot Light-Emitting Diodes (QD-LEDs). QD-LEDs berbasis CQDs menawarkan efisiensi tinggi, stabilitas warna yang baik, dan reproduksi warna yang lebih murni dibandingkan teknologi OLED.

Menurut penelitian Awais Ali dkk. (2024), QD-LEDs mampu menghasilkan kualitas reproduksi warna yang lebih baik dengan kecerahan tinggi, menjadikannya kandidat kuat untuk menggantikan teknologi layar konvensional. Keunggulan ini sangat bermanfaat, terutama bagi industri display, yang terus berinovasi dalam meningkatkan kualitas gambar dan efisiensi energi.

Photo by Will Souter: https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=3473

FiNder, sebagai pusat riset nanoteknologi dan nanomaterial, sedang mengembangkan penelitian mendalam tentang aplikasi CQDs ini, khususnya dalam teknologi QLED dan beberapa industri lainnya. Salah satu proyek unggulan FiNder bekerja sama dengan salah satu BUMN di Indonesia adalah penelitian yang memanfaatkan Batubara sebagai bahan dasar untuk memproduksi CQDs. Penelitian ini merupakan bagian dari upaya besar dalam pengembangan batubara untuk berbagai teknologi masa depan.

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi quantum dot mulai digunakan bersama teknologi TV lainnya, yaitu OLED.

Photo by Jong Hyuk Lee: https://www.researchgate.net/figure/Schematic-picture-of-a-quantum-dot-QD-display_fig1_347001256

Banyak orang berpikir bahwa OLED hanya soal layar TV, tapi sebenarnya lebih berhubungan dengan pencahayaan di belakang layar. Pada kebanyakan TV OLED, teknologi ini menggantikan pencahayaan belakang tradisional. OLED bisa menyala sendiri ketika dialiri listrik, sehingga TV OLED dapat mengontrol setiap piksel secara terpisah — bahkan bisa mematikan piksel di area tertentu. Ini memungkinkan TV OLED menampilkan warna hitam yang benar-benar pekat, karena piksel di area hitam gambar akan dimatikan, sehingga menciptakan kontras yang lebih baik.

Ada juga OLED biru. Nah, TV QD-OLED, seperti Samsung S95D, menggabungkan kontrol piksel pada panel pencahayaan belakang OLED biru dengan lapisan quantum dot. Lapisan ini menghasilkan warna-warna yang lebih cerah dan tingkat kecerahan yang lebih tinggi.

Hal ini sangat bermanfaat karena TV OLED biasanya tidak bisa secerah TV LED, karena keterbatasan teknologinya. Namun, dengan mengganti filter warna yang menghalangi cahaya dengan lapisan quantum dot yang lebih cerah, TV OLED bisa mendapatkan kembali sebagian kecerahannya yang hilang, sambil tetap menghasilkan warna yang lebih hidup.

Carbon Quantum Dots: Solusi Biokompatibel untuk Pencitraan Biologis

Quantum dots (QDs) telah banyak digunakan dalam bioimaging, baik untuk penelitian in vitro maupun in vivo, karena fluoresensinya yang tinggi, stabilitas, dan ketahanan terhadap degradasi metabolik. Namun, QDs tradisional mengandung logam berat yang bersifat toksik dan tidak dapat bekerja pada suhu rendah (4°C). Sebagai alternatif, Carbon Quantum Dots (CQDs) lebih biokompatibel dan aman digunakan, serta memiliki kemampuan luminesensi yang lebih baik. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa CQDs, dengan ukuran kurang dari 10 nm, dapat masuk ke dalam sel melalui endositosis dan memancarkan fluoresensi berwarna merah, hijau, atau biru tergantung panjang gelombang eksitasinya. Ini menjadikan CQDs ideal untuk aplikasi pencitraan biologis karena ukurannya yang kecil memungkinkan mereka untuk digunakan sebagai probe dalam struktur biologis yang kecil dan dapat disuntikkan dalam volume yang minimal untuk penelitian in vivo.

Adapted from Huang et al. (2019).: Frontiers | Carbon Quantum Dots for Biomedical Applications: Review and Analysis (frontiersin.org)

Tantangan dalam Produksi Massal dan Komersialisasi CQDs

Meskipun CQDs menjanjikan banyak keuntungan, tantangan besar dalam produksi massal tetap ada. Skala produksi besar memerlukan konsistensi kualitas yang tinggi, termasuk distribusi ukuran yang seragam dan fungsionalisasi yang tepat. Produksi CQDs berbasis batubara yang sedang dikembangkan FiNder bersama BUMN Indonesia menjadi langkah penting untuk memastikan keberlanjutan bahan baku dan efisiensi skala produksi.

Dalam hal komersialisasi, optimisasi biaya dan ketersediaan bahan baku tetap menjadi perhatian utama.

Dampak Lingkungan dan Analisis Siklus Hidup

Dalam analisis siklus hidup, penting untuk mempertimbangkan dampak lingkungan dari produksi dan pembuangan CQDs. Proses sintesis CQDs perlu dikelola dengan hati-hati untuk meminimalkan penggunaan bahan kimia berbahaya dan memastikan manajemen limbah yang tepat. Selain itu, penggunaan CQDs dalam aplikasi biomedis atau elektronik memerlukan strategi daur ulang yang efektif untuk menjaga keberlanjutan teknologi ini.

Masa Depan Nanoteknologi di Indonesia

FiNder terus berinovasi untuk membawa teknologi CQDs ke tingkat lebih tinggi. Kemitraan strategis dengan pemerintah, BUMN, dan perusahaan teknologi yang membutuhkan solusi berkelanjutan menjadi kunci dalam memanfaatkan teknologi ramah lingkungan ini. Dengan CQDs berbasis batubara, masa depan tekn ologi nanomaterial di Indonesia tampak cerah dan menjanjikan.

Hubungi kami sekarang untuk mengetahui lebih lanjut tentang bagaimana FiNder dapat mendukung proyek teknologi Anda dan bersama-sama kita membangun masa depan yang lebih hijau dan cerdas dengan Carbon Quantum Dots.

Kami mengundang Anda untuk berdiskusi lebih lanjut tentang teknologi CQDs dan potensinya di berbagai industri. Berikan pertanyaan atau komentar melalui platform media sosial kami. Mari kita bersama menjelajahi masa depan teknologi nanomaterial!

Author : Alvi Avivah Nur Azizah, S.Si., Business Development, Finder U-CoE Nano Tech – RnD and Innovations

Tanggal Penulisan : Selasa, 24 September 2024

---

Artikel ini juga tayang di akun LinkedIn kami:

Partikel Ajaib CQDs dari Batubara: Rahasia di Balik Teknologi Layar Masa Depan

---