Cu-BTC (HKUST-1) Metal-Organic Framework: MOF Tembaga dengan Situs Logam Terbuka, Kini Diproduksi di Indonesia

Kebanyakan MOF menyembunyikan ion logamnya rapat-rapat di dalam kerangka, terkoordinasi penuh dan sulit diakses molekul lain. Cu-BTC, atau yang lebih dikenal dengan nama HKUST-1, justru sebaliknya: begitu molekul air yang menempel di ujung dimer tembaganya dihilangkan lewat proses aktivasi, tersisa situs logam terbuka yang bisa langsung berinteraksi dengan molekul gas atau berperan sebagai pusat katalitik. Kombinasi itu, ditambah luas permukaan yang di literatur dilaporkan bisa mencapai hampir 1.900–1.944 m²/g, menjadikan Cu-BTC (HKUST-1) salah satu MOF paling banyak diteliti sejak pertama kali dilaporkan lebih dari dua dekade lalu. Cu-BTC tersusun dari dimer tembaga berbentuk paddle-wheel yang terhubung oleh ligan 1,3,5-benzenetrikarboksilat (BTC), membentuk kerangka berpori tiga dimensi.

Selama ini, MOF dengan situs logam terbuka yang benar-benar teraktivasi sempurna umumnya adalah material impor khusus bagi laboratorium riset di Indonesia. Padahal seberapa banyak situs logam yang benar-benar terbuka, bukan cuma luas permukaan di atas kertas, yang menentukan performa nyata material ini di aplikasi katalisis maupun penyimpanan energi. Kondisi ini mulai berubah.

ITNANO (CV. Inovasi Teknologi Nano) dari NRE Lab, Medan, adalah startup riset nanomaterial swasta pertama di Indonesia yang memproduksi Cu-BTC (HKUST-1) grade riset secara lokal, dengan pengujian elektrokimia langsung pada setiap batch untuk memastikan performanya, bukan cuma karakterisasi struktural. Berikut penjelasan tentang apa itu Cu-BTC, kenapa aktivasinya penting, dan di mana material ini digunakan dalam riset maupun industri saat ini.

Apa Itu Cu-BTC (HKUST-1)?

Cu-BTC tersusun dari dimer Cu²⁺ berbentuk paddle-wheel yang terkoordinasi dengan atom oksigen dari ligan BTC, membentuk kerangka tiga dimensi dengan pori-pori berukuran nanometer. Nama HKUST-1 sendiri diambil dari Hong Kong University of Science and Technology, tempat material ini pertama kali dilaporkan. Rumus kimianya C₁₈H₆Cu₃O₁₂ dengan berat molekul 604,87 g/mol, berbentuk serbuk biru muda.

Kualitas aktivasi menjadi penentu utama performa Cu-BTC, karena situs logam terbuka yang jadi ciri khasnya baru muncul setelah molekul air yang tadinya terkoordinasi pada tembaga dihilangkan secara menyeluruh. Aktivasi yang tidak sempurna akan menyisakan sebagian situs logam tetap tertutup, menurunkan kapasitas adsorpsi dan aktivitas katalitiknya meski struktur kristalnya sendiri tetap utuh. Cu-BTC dari ITNANO menunjukkan puncak serapan UV-Vis yang jelas di rentang 670–710 nm, dan yang lebih penting, hasil pengujian elektrokimia langsung pada material ini mencatat kapasitansi spesifik 295,63 F/g pada 1 A/g, diukur dengan sistem tiga elektroda di elektrolit KOH 1 M pada Ni foam, bukti bahwa material ini benar-benar aktif secara elektrokimia, bukan cuma sekadar bubuk berpori.

Di Mana Cu-BTC (HKUST-1) Digunakan?

Superkapasitor dan baterai

Kapasitansi spesifik 295,63 F/g pada 1 A/g yang tercatat pada Cu-BTC dari ITNANO menunjukkan material ini cukup kompetitif sebagai bahan aktif elektroda superkapasitor, memanfaatkan kombinasi luas permukaan tinggi dan aktivitas redoks dari pusat tembaganya. Sifat yang sama juga relevan untuk aplikasi elektroda baterai yang membutuhkan material dengan kapasitas penyimpanan muatan tinggi.

Penyimpanan dan penangkapan gas

Situs logam terbuka pada Cu-BTC memberi interaksi yang kuat dengan berbagai molekul gas. Literatur melaporkan kapasitas penangkapan CO₂ hingga 4,2 mmol/g pada tekanan 1 bar dan suhu 27°C, serta kapasitas penyimpanan hidrogen sekitar 3 hingga 3,5 persen berat pada suhu 77 K dan tekanan tinggi, menjadikan Cu-BTC kandidat yang menarik untuk aplikasi penangkapan CO₂ dan penyimpanan gas bertekanan.

Katalisis

Situs Cu²⁺ terbuka pada Cu-BTC berperan sebagai pusat asam Lewis yang aktif secara katalitik, dimanfaatkan pada berbagai reaksi organik dan proses katalisis heterogen lainnya. Kombinasi porositas tinggi dan aksesibilitas situs logam membuat molekul reaktan bisa berinteraksi langsung dengan pusat katalitik di seluruh volume material, bukan cuma di permukaan luar.

Sensing, drug delivery, dan pengolahan air

Di luar aplikasi di atas, Cu-BTC juga diteliti untuk sensor kimia yang memanfaatkan perubahan sifat optik atau listriknya saat berinteraksi dengan molekul target, sistem penghantaran obat berkat struktur porinya, serta sebagai adsorben pada pengolahan air limbah.

Kenapa Sebaiknya Sumber Cu-BTC dari Lokal

Situs logam terbuka pada Cu-BTC adalah properti yang rapuh: begitu terpapar kelembapan dalam waktu lama, seperti yang bisa terjadi selama pengiriman internasional, molekul air akan kembali berkoordinasi pada tembaga dan menutup situs yang tadinya terbuka. Berbeda dengan cacat kristal yang bisa terlihat lewat XRD, penurunan situs logam terbuka semacam ini sulit dideteksi tanpa pengujian fungsional langsung. ITNANO, yang didirikan oleh Titian Research Group melalui NRE Lab, memproduksi Cu-BTC secara domestik dan menguji performa elektrokimianya secara langsung pada setiap batch, memberikan laboratorium di Indonesia MOF yang performanya benar-benar terverifikasi, bukan cuma diasumsikan dari data sheet.

Baik Anda sedang mengembangkan elektroda superkapasitor atau baterai, meneliti penangkapan CO₂ dan penyimpanan gas, memformulasikan katalis, atau bekerja dengan aplikasi sensing dan drug delivery, Cu-BTC memberikan situs logam aktif dan performa elektrokimia yang tidak bisa dijamin oleh pemasok luar negeri setelah proses pengiriman, tanpa perlu menunggu proses impor.

Lihat lini produk MOF dari ITNANO untuk spesifikasi dan harga terkini.

Dapatkan Cu-BTC (HKUST-1) Grade Riset Hari Ini

Baik untuk penyimpanan energi, penangkapan gas, katalisis, maupun riset sensing dan drug delivery, ITNANO memberikan akses langsung ke Cu-BTC (HKUST-1) grade riset yang diproduksi secara lokal.

📦 Lihat spesifikasi produk di itnano.store

💬 WhatsApp: +62 822-9800-0698

🛒 Tersedia juga di Tokopedia, Shopee, dan TikTok Shop

---

ITNANO adalah lini produk dari NRE Lab (CV. Inovasi Teknologi Nano), berbasis di Medan, Sumatera Utara, Indonesia, memperluas akses lokal terhadap graphene, material 2D, metal-organic framework (MOF), dan nanomaterial canggih lainnya untuk kebutuhan riset dan industri.