1. Apa yang dimaksud dengan polimer penghantar listrik
(conductive polymer) jelaskan dan berikan 3 contoh polimer
penghantar listrik beserta struktur kimianya.Jawab:Polimer
penghantar listrik (conductive polymer) adalah polimer yang dapat
menghantarkan arus listrik. Hantaran listrik terjadi karena ada
elektron ikatan terdelokalisasi, yang mempunyai struktur pita
seperti silikon. Polimer konduktif kebanyakan semikonduktor, karena
struktur pita mirip silicon. Tapi ada beberapa polimer yang
mempunyai gap pita kosong sehingga bersifat seperti logam. Tidak
semua polimer dapat menjadi konduktif. Hanya polimer terkonjugasi
yang bisa menjadi konduktor (ikatan pada rantai berupa ikatan
tunggal dan rangkap yang letaknya berselang-seling). contoh polimer
penghantar listrik beserta struktur kimianya :
Gambar Proses pembentukan poliasetilen
2. Jelaskan korelasi struktur kimia polimer penghantar listrik
dengan daya hantarnya (correlation of chemical structure og
conductive polimer and electrical conductivity).Jawab:Dalam polimer
tradisional seperti polietilena, electron valensi terletak pada
orbital hibridisasi sp3. Setiap elektron terikat dengan ikatan
sigma, yang mengakibatkan elektron mempunyai mobilitas rendah dan
tidak berkontribusi terhadap konduktivitas elektrik polietilen.
Kondisi berbeda terjadi pada polimer yang memiliki ikatan rangkap
terkonjugasi. Polimer seperti ini menjadi konduktif karena
mempunyai rantai utama berpusat karbon dimana setiap karbon
mempunyai orbital terhibridisasi sp2. Satu elektron valensi pada
setiap pusat terletak dalam orbital pz yang tegak lurus terhadap
tiga ikatan sigma yang lain. Elektron yang berada dalam orbital
terdelokalisasi ini mempunyai mobilitas tinggi. Ketika materi ini
didoping secara oksidasi, sehingga beberapa elektron
terdelokalisasi dihilangkan, orbital p membentuk pita energi, dan
electron di dalam pita energi ini menjadi mudah berpindah pada saat
terjadi kekosongan (misalnya akibat pemberian beda potensial). Pada
prinsipnya materi ini dapat di doping secara reduksi dengan
menambahkan elektron pada pita energi yang masih kosong. 3. Apa
yang dimaksud dengan nanosains dan berikan 3 contoh material
berukuran nano. Jelaskan sifat fisika nanomaterial dengan
ukurannya. Apa keuntungan (advantage) dari nanoteknologi dibanding
teknologi biasa sekarang. Jawab:a. Nanosains adalah ilmu dan
rekayasa dalam penciptaan material, struktur fungsional, maupun
piranti dalam skala nanometer. Dalam terminologi ilmiah,nanoberarti
satu per satu milyar (0,000000001) yang berarti 50.000 lebih kecil
dari ukuran rambut manusia. Saintis menyebut ukuran pada ranah 1
hingga 100 nm ini sebagai skala nano (nanoscale), dan material yang
berada pada ranah ini disebut sebagai kristal-nano (nanocrystals)
atau material-nano (nanomaterials). Jadi, dapat disimpulkan bahwa
nanomaterial itu adalah bahan atau material yg berukuran sangat
kecil (skala nano) yaitu 1-100 nm. Contoh material berukuran nano
adalah: fuel cell, Untuk mengubah hydrogen yang memiliki energy
carrier menjadi energy listrik maka diperlukan sebuah alat yang
dinamakn fuel cell. Carbon Nano-Chip, yang merupakan bahan sangat
kuat dan ringan, yang akan membuat revolusi kekuatan material.
Artinya, Nano-Chip mampu mempengaruhi industri ruang angkasa, dan
industri automotif. Tiap mobil yang dilapisi Carbon Nano-Chip, akan
membuat si pengemudi tidak usah takut lagi jika terjadi kecelakaan.
Sebab kendaraan yang ditumpanginya tidak akan penyok, karena
kekuatan yang melapisi mobil tersebut mencapai seratus kali
kekuatan baja. Nano Solar Energy. Saat ini, beberapa ilmuwan sedang
meneliti bagaimana proses daun menyerap matahari. Daun tersebut
ternyata bisa memanfaatkan energi sinar matahari sebesar seratus
persen. Kalau kita bisa menggunakan tenaga matahari 25 hingga 50
persen saja, maka kita tidak perlu lagi membutuhkan minyak/solar.b.
Sifat fisika nanomaterial dengan ukurannya:Sifat fisika yang
dimiliki adalah sifat-sifat magnetik, mekanik, listrik, termal,
optik. Sifat elektrik: Nanomaterial dapat mempunyai energi lebih
besar dari pada material ukuran biasa karena memiliki surface area
yang besar. Hal ini berkaitan dengan resistivitas elektrik yang
mengalami kenaikan dengan berkurangnya ukuran partikel. Contohnya:
material yang bersifat isolator dapat bersifat konduktor ketika
berskala nano, sedangkan contoh aplikasinya: Baterai logam nikel
hibrida terbuat dari nanokristalin nikel dan logam hibrida yang
membutuhkan sedikit recharging dan memiliki masa hidup yang lama.
Efisiensi efek termoelektrik akan meningkat pada bahan beskala
nano. Partikel logam/semikonduktor berukuran nano memiliki warna
emisi berbeda dibandingkan partikel tersebut dengan ukuran skala
mikro. Sifat magnetik: tingkat kemagnetan akan meningkat dengan
penurunan ukuran butiran partikel dan kenaikan spesifik surface
area persatuan volume partikel sehingga nanomaterial memiliki sifat
yang bagus dalam peningkatan sifat magnet (ketika ukuran butir
bahan magnetik diperkecil hingga skala nano, bahan feromagnetik
berubah menjadi bahan superparamagnetik). Contohnya: Magnet
nanokristalin yttrium-samarium-cobalt memiliki sifat magnet yang
luar biasa dengan luas permukaan yang besar. Sifat mekanik lebih
besar bila dibandingkan dengan material dengan ukuran biasa (salah
satu sifat mekanik bahan adalah kekuatan luluh yaitu batas maksimum
kekuatan suatu bahan sebelum mengalami deformasi plastis (berubah
bentuk). Jika ukuran butir suatu logam atau keramik lebih kecil
dari ukuran butir kritis (
