Borofena. Seperti Graphene, tetapi Lebih Baik.

Grafena Terbuat Dari Boron

Material ilmu pengetahuan terus membuat penemuan baru, salah satunya adalah material 2D. Mereka adalah material yang tersusun dalam lapisan tipis hanya satu atom, sehingga mendapat julukan tersebut. Yang pertama adalah grafena satu lapis, yang diproduksi dengan pasti hanya pada tahun 2004, meskipun ide dan teorinya jauh lebih tua, dan yang kemudian membuat penemunya memenangkan Hadiah Nobel Fisika 2010.

Borofena, material 2D lainnya, bahkan lebih baru, baru ditemukan pada tahun 2015. Material ini terbuat dari atom boron alih-alih atom karbon yang digunakan pada grafena. Ia lebih konduktif, lebih tipis, lebih ringan, lebih kuat, dan lebih fleksibel dibandingkan grafena, meskipun grafena sering digambarkan sebagai material ajaib.

Sumber: Nature

Karena masih sangat baru, kami masih mengetahui sedikit tentang properti aktual dan potensi penuh borofena. Ini adalah material yang bahkan lebih kompleks daripada grafena, dengan banyak konfigurasi molekuler yang mungkin sambil tetap mempertahankan sifat 2D‑nya. Struktur molekuler borofena dapat memiliki ruang untuk menerima jenis atom lain, sehingga konfigurasi potensial menjadi lebih banyak.

Sumber: Frontiers of Physics

Dan potensi borofena terus berkembang, karena peneliti di Penn State telah menemukan cara meningkatkan borofena, serta menyelidiki bagaimana ia berinteraksi dengan sel hidup.

Borofena Kiral Baru

Dalam publikasi ilmiah berjudul “Induksi Kiral pada Nanoplatlet Borofena 2D melalui Konjugasi Boron–Sulfur Stereoselektif”, peneliti Penn State memfokuskan pada fitur unik borofena di antara material 2D, yaitu potensi “kirality”. Kirality adalah istilah kimia yang berarti molekul memiliki simetri kiri/kanan. Kirality adalah fitur penting molekul organik, misalnya asam amino yang merupakan blok bangunan protein.

Sumber: UC Santa Barbara

Melalui interaksi dengan asam amino kiral seperti sistein selama proses produksi, para peneliti berhasil memberikan kirality pada borofena, sebuah pencapaian pertama di dunia untuk material 2D.

Dalam molekul, kirality dapat membuat unit biologis atau kimia ada dalam dua versi yang tidak dapat dipasangkan secara sempurna, seperti sarung tangan kiri dan kanan. Mereka dapat mencerminkan satu sama lain secara tepat, tetapi sarung tangan kiri tidak akan pernah cocok dengan tangan kanan sebagaimana ia cocok dengan tangan kiri.

Pr. Dipanjan Pan

Memanfaatkan Kiral dalam Perawatan Kesehatan

Para peneliti mensintesis platlet borofena, serupa dengan cara fragmen borofena masuk ke aliran darah. Mereka menemukan bahwa sifat kiral dari versi berbeda borofena berinteraksi secara berbeda dengan membran sel, dan masuk ke sel dengan cara yang berbeda.

Ini membuka jalan untuk merancang struktur borofena khusus untuk aplikasi seperti “pengembangan pencitraan medis resolusi tinggi dengan kontras yang dapat melacak interaksi sel secara tepat atau pengiriman obat yang lebih baik dengan interaksi material‑sel yang terarah”.

Pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana struktur borofena berinteraksi dengan sel hidup juga akan membantu memperjelas profil keamanannya.

Hal ini juga dapat menghasilkan perangkat medis implan yang lebih aman dan lebih efektif yang memanfaatkan sifat unik borofena. Tidak hanya ia merupakan material yang sangat ringan dan kuat, tetapi borofena juga memungkinkan kontrol magnetik dan elektronik yang efektif.

Jadi, borofena juga dapat digunakan untuk mengembangkan biosensor atau sistem bio‑mekanik.

Aplikasi Lain Borofena

Serupa dengan grafena, borofena adalah material menjanjikan untuk banyak aplikasi teknologi tinggi. Di antaranya adalah:

• Fotonik computing: secara khusus, borofena dapat digunakan dalam laser untuk aplikasi fotonik.
• Katalisis, terutama untuk interaksi yang melibatkan hydrogen dan oxygen. Ia juga dapat untuk menyimpan hidrogen lebih efisien.
• Sensor, khususnya untuk gas, tetapi juga seperti yang disebutkan bio‑imaging seperti pencitraan fluoresensi,  pencitraan fototermal, dan pencitraan fotoakustik.
• Baterai, termasuk untuk membuat anoda dari borofena.
• Energi Tinggi, termasuk ultra‑kapasitor dan superkonduktor.

Aplikasi‑aplikasi ini berpotensi mendapat manfaat dari borofena kiral, dan material baru ini perlu diuji secara terpisah untuk masing‑masing.

Perusahaan Borofena Potensial

Sebagai material yang ditemukan kurang dari satu dekade lalu, borofena masih cukup jauh dari produksi massal dan sebagian besar terbatas pada laboratorium ilmu material (dan mungkin biologi?) .

Namun, cara borofena disintesis pertama kali pada tahun 2015, metode yang disebut “chemical vapor deposition” atau CVD, bukan teknologi baru. Metode ini umum digunakan dalam industri semikonduktor untuk memproduksi sirkuit terintegrasi dan sistem fotovoltaik (panel surya).

CVD digunakan untuk menciptakan lapisan ultra‑tipis silikon, tungsten, grafena, bahkan intan sintetis. Jadi perusahaan yang sudah menjadi pemimpin dalam peralatan CVD dapat menjadi penerima manfaat utama dari rentang aplikasi yang terus berkembang untuk grafena dan kini borofena.

CVD merupakan bagian dari alat yang digunakan oleh banyak perusahaan semikonduktor yang kami cantumkan dalam “10 Saham Peralatan Semikonduktor Teratas untuk Dukungan Manufaktur”. Namun beberapa perusahaan terhubung lebih erat dengan teknologi CVD dibandingkan yang lain yang aktif di bagian berbeda proses manufaktur semikonduktor.

1. Veeco

Veeco telah menjadi pemasok utama peralatan untuk industri manufaktur semikonduktor sejak didirikan pada tahun 1945. Mesin‑mesinnya digunakan dalam produksi chip EUV canggih, antena 5G, hard drive, LIDAR, LED, elektronik daya untuk kendaraan listrik, dll.

Sumber: Veeco

Fokus teknologi utama perusahaan adalah proses CVD yang sama yang digunakan untuk produksi borofena, atau lebih tepatnya MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapour Deposition).

Sumber: Veeco

Sebagai pemimpin dalam segmen niche industri semikonduktor ini, Veeco dapat menjadi kandidat yang baik untuk dipertaruhkan pada peningkatan aplikasi CVD yang muncul dari penggunaan grafena, tungsten, dan borofena yang semakin meluas, seiring kami semakin mahir memanipulasi materi pada tingkat atom.

Hal ini juga kemungkinan akan mendapat manfaat dari tren besar digitalisasi, AI, dan elektrifikasi.

2. Ulvac (6728.T)

Perusahaan Jepang Ulvac adalah spesialis dalam teknologi vakum, terutama yang digunakan dalam CVD dan aplikasi semikonduktor. Ini menjadikannya pemasok peralatan kunci bagi produsen chip, LED, fotovoltaik, baterai, dll.

Sumber: Ulvac

Perusahaan ini juga aktif di pasar lain, terutama FPD (Flat Panel Display) seperti layar dan TV. Ia juga memproduksi bagian dalam logam berperforma tinggi seperti titanium, tantalum, zirconium, niobium, dll, serta peralatan industri untuk beragam aplikasi (bagian mesin pembakaran internal, material magnetik, pengeringan beku atau pemurnian farmasi, pengeringan vakum makanan).

Sumber: Ulvac Q3 2024

Teknologi Ulvac sangat penting untuk proses CVD, dan penjualannya kemungkinan akan mendapat manfaat dari aplikasi baru serta meningkatnya permintaan material canggih yang memerlukan vakum seperti baterai, chip, panel surya, magnet, LED, layar, farmasi lanjutan, dll.

Namun, berkat rentang aplikasi yang lebih luas, ia kurang bergantung pada aktivitas industri semikonduktor dibandingkan perusahaan CVD murni seperti Veeco.

Mengingat seberapa siklikal aktivitas bisnis dapat menjadi untuk pemasok peralatan manufaktur semikonduktor, hal ini menjadikan Ulvac investasi yang kemungkinan kurang volatil. Ia juga seharusnya kurang terpapar pada risiko perang dagang yang berkembang antara AS dan China dalam industri semikonduktor.