Apa Itu Nanoteknologi [PDF]

Citation preview

Apa Itu Nanoteknologi? -



Definisi Nanoteknologi “Nanoteknologi adalah sebuah cabang ilmu yang berfokus pada materi-materi pada ukuran antara 1 hingga 100 nanometer (1 nm = 10 -9 meter ). Pada dasarnya, nanoteknologi ialah peluasan sains-sains yang sedia ada ke skala nano.” Nano teknologi merupakan suatau teknologi yang dihasilkan dari pemanfaatan sifat-sifat molekul atau struktur atom apabila berukuran nanometer. Jadi apabila molekul atau struktur dapat dibuat dalam ukuran nanometer maka akan dihasilakan sifat-sifat baru yang luar biasa. Sifat-sifat baru inilah yang dimanfaatkan untuk keperluan teknologi, sehingga teknologi ini disebut nano teknologi.



Atom, molekul, dan elektron Ketiganya sangat erat kaitannya dengan nanoteknologi. Dalam nano teknologi dasar utamanya adalah atom yang didalamnya terdapat elektron yang bergerak mengelilingi inti atom yang terdiri dari proton dan netron yang jumlahnya tergantung dari nomor atom (sama dengan jumlah elektron dan proton) serta nomor massa (jumlah proton + netron). Beberapa atom membentuk unsur sebuah bahan. Unsur-unsur yang dikenal sebanyak 103 dan telah disusun dalam tabel periodik. Unsur teringan adalah hidrogen, lalu helium dan lainnya. Nanoteknologi berkecimpung mulai dari penggabungan



atom atau ion menjadi molekul untuk



membentuk struktur dalam orde nanometer yang berguna untuk menghasilkan barang-barang dalam kehidupan sehari-hari. Tentu saja nanoteknologi melakukan juga proses-proses seperti reaksi kimia untuk membentuk zat cair atau padat seperti keramik, polimer, dan logam yang diatur (dimanipulasi) sedemikian rupa sehingga menghasilkan sifat-sifat kimia atau fisika yang baru. Bahkan lebih jauh lagi nanoteknologi mengkombinasikan semua zat padat seperi keramik, logam dan polimer untuk membentuk material baru yang tidak ada di alam. Material baru ini menjadi material campuran dua atau tiga bahan dan dinamakan komposit. Bila struktur dari bahan-bahan campuran tadi dalam orde nanometer terbentuklah nano komposit.



Sejarah Nanoteknologi Richard Feynman seorang ahli Fisika, adalah orang yang pertama kali mendiskusikan tentang Nanoteknologi dalam kuliahnya dengan topic “Masih Banyak Ruang di Bagian Paling Bawah” dalam suatu pertemuan tahunan American Physical Society pada tahun 1959, tapi yang dianggap menciptakan istilah “Nanoteknologi” adalah Prof. Norio Taniguchi dari Tokyo Science University dalam suatu presentasi pada konferensi yang dilaksanakan pada tahun 1974 yang berjudul Konsep Dasar “Nanoteknologi’”. Konsep self-assembly (sistem dan alat yang mengembangkan dirinya sendiri berdasarkan pada reaksi kimia maupun interaksi yang lain antar komponen berskala nano juga menjadi tren utama dalam Nanoteknologi).



Perkembangan Nanoteknologi



Era nanoteknologi diawali dari penemuan di bidang nano sains yang mempunyai ;pengertian lebih kepada pengertian konvergensi dari fisika kuantum,biologi molecular,ilmu computer,kimia dan rekayasa material.Diperkirakan dalam periode nulai tahun 2010 sampai 2020 akan terjadi percepatan yang luar biasa dalam penerapan nanoteknologi di dunia industry dan ini menandakan bahwa dunia sekarang mengarah pada dekade “Revolusi Nanoteknologi “ Rahasia dibalik nanoteknologi Nanoteknologi telah dianggap sebagai ilmu pengetahuan baru di masa mendatang,dengan inovasi terbaru diantaranya menggunakan partikel mikro yang dapat digunakan untuk menghilangkan kerut wajah,memperkokoh botol kemasan,dan membersihkan pakaian tanpa air.Studi awal di bidang kesehatan juga mengindikasikan beberapa dari partikel-partikel tersebut,telah dipergunakan dalam teknik mesin terbaru yang dapat mengakibatkan kanker atau mengobati penyakit kanker. Nanoteknologi adalah teknologi yang menggunakan skala namometer,atau sepersemilyar meter,merupakan teknologi berbasis pengelolaan materi berukuran nano atau satu per miliar meter dan merupakan lompatan teknologi untuk mengubah dunia materi menjadi berbagai bentuk atau model yang jauh lebih berharga dari sebelumnya.Para ilmuwan yang berkecimpung dalam nanoteknologi mengatakan bekerja dengan partikel-partikel ini dapat member harapan yang paling besar untuk membangun mesin miniature yang tersusun dari atom demi atom,sama seperti halnya setiap makhluk hidup juga tersusun dari atom. Beberapa ilmuwan sudah menerapkan nanoteknologi untuk menambah partikel-partikel perak mini,yang diketahui sebagai sebuah anti bakteri pada pisau cukur,wadah penyimpanan makanan,minuman dan kaus kaki anti debu.Pengaruh bagi manusia adalah bahwa patikelpartikel ini dapat menyebabkan tubuh dan ilmuwan membutuhkan waktu bertahun-tahun sebelum mereka benar-benar dapat memahami efek yang dihasilkan dari penggunaan teknologi.Partikel nano,karena sangat kecil dapat masuk melalui sebuah membran sel tanpa diketahui namun dapat membawa cukup besar materi asing di antara untaian DNA.Namun,tidak ada studi kesehatan jangka panjang untuk masalah ini. Revolusi Industri di bidang nanoteknologi Nanosains adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari fenomena atau sifat-sifat suatu objek atau material dalam skala nanometer.Mula-mula ,tubuh kita berada di dunia berskala meter (m).Kemudian,dimisalkan bagian tubuh manusia yang berskala 1 per 1000 dari itu atau micrometer dianalogikan seperti diameter rambut manusia,sel tubuh atau sel darah merah.Nanometer (nm) adalah besaran 1 per 1000 dari mm,seperti lebar DNA yang skalanya berkisar 2 nm.Apabila namometer dibagi lagi menjadi 1 persepuluhnya,akar sampai pada besaran atom yang terakhir yaitu (0,1 nm=1A0 (Angstrom). Perbandingan antara 1 meter dengan 1 nanometer adalah seperti haknya perbandingan antara bola bumi dengan bola pingpong.”Dari kenyataan ini,dapat dikatakan bahwa,manusia secara perlahan –lahan tengah mendapatkan teknologi yang sulit dibayangkan,”.Adapun Nanobaja mampu menghasilkan baja yang berstuktur halus (mencapai beberapa puluh nm) dan memiliki kekuatan dan umur 2 kali lipat dari baja tanpa melibatkan nanoteknologi dalam pengolahannya.teknologi .Teknologi Nanobaja,sangat sederhana dan tidak memerlukan peralatan tertentu untuk membuatnya.



Nano teknologi di indonesia Di Indonesia perkembangan nanoteknologi boleh dikatakan masih sangat awal, Indonesia memiliki keunggulan komparatif berupa kekayaan sumber daya alam misalkan mineral pasir besi,kuarsa,tembaga,emas yang dapat digunakan sebagai basis teknologi nanomaterial. Oleh karena itu, pengembangan nanoteknologi harus lakukan untuk mengelola dan memberikan nilai tambah secara signifikan bagi sumber daya alam Indonesia. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia telah mengembangkan nanoteknologi sejak tahun 2000an namun belum mampu mengkomersilkannya. Hal yang paling mendasar dalam menghambat perkembangan teknologi nano di Indonesia adalah ketiadaan alat pengukuran (metrologi) nanomaterial. Bambang Subiyanto, Kepala Pusat Inovasi LIPI menyatakan bahwa sudah 13 tahun pengembangan nanoteknologi di Indonesia berjalan sehingga tahap yang dituju sekarang adalah komersialisasi produk nanomaterial berbasis kegiatan riset. [3] Indonesia memiliki peluang untuk mengatasi ketertinggalan dari negara lain melalui pengembangan nanoteknologi atau teknologi berskala satu per satu miliar meter. Dengan nanoteknologi, kekayaan sumber daya alam Indonesia dapat diberi nilai tambah guna memenangi persaingan global. Dengan menciptakan zat hingga berukuran satu per miliar meter(nanometer), sifat dan fungsi zat tersebut bisa diubah sesuai dengan yang diinginkan.



Nanoteknologi dibidang pangan Teknologi yang satu ini tidak sebatas digunakan membuat nanomaterial bagi perangkat mikroelektronik, akan tetapi juga bagi industri lain, seperti pertanian dan pangan. Dr. Nurul menambahkan, ada lima bidang industri yang berpotensi menerapkan teknologi nano, yaitu industri pupuk, pestisida, pangan, obat herbal dan kemasan.



Nanoteknologi dimasa depan



potensi bahan dan produk nano sebagai bahan beracun bagi tubuh manusia dan lingkungan serta perubahan karakter konsumtif masyarakat. Penguasaan teknologi nano dapat berakibat berubahnya tatanan dunia seperti yang terjadi saat teknologi nuklir dan ruang angkasa turut serta menentukan tatanan dunia modern. Selain itu, keanekaragaman hayati Indonesia dapat menjadi sumber pengembangan ilmu dan teknologi nano di Indonesia dan dunia. Pertimbangan umum dalam evaluasi produk teknologi Nano : • Karakterisasi • Keamanan Dampak lingkungan



Alat Analisa Dan Karakterisasi Nano Teknologi Untuk melihat suatu atom atau molekul untuk direkayasa diperlukan peralatan yang canggih dan super sensitif. Tetapi mikroskop tidak dapat melihat dalam ukuran skala nano. Ini disebabkan ukuran atom atau molekul yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang tampak pada panjang gelombang antara 500-700nm. Tetapi dengan berasumsi bahwa ketika tidak melihat hal yang dilakukan adalah meraba, dua ahli fisika Heinrich Rohrer dan Gerd Karl Binnig membuat mikroskop peraba pada tahun 1981yang dikenal dengan nama Scanning Tunelling Mikroscope (STM). Dua fisikawan ini mendapat nobel atas karyanya pada tahun 1986.



STM adalah singkatan dari Scan Tunneling Microscopy yaitu suatu peralatan yang berguna untuk melihat struktur material berdasarkan distribusi elektron atom-atom permukaan ketika diberi medan listrik yang besar antara permukaan sampel dengan sebuah jarum yang ukurannya dalam nanometer. Karena muatan selalu berkumpul diujung yang tajam, maka jarum ini mesti sekecilkecilnya agar dihasilkan medan listrik yang besar. Jarum ini didekatkan pada permukaan sampel lalu diberi beda potensial yang tinggi untuk menghasilkan medan listrik yang besar antara jarum dan permukaan sampel.



Karena medan listrik yang besar ini maka elektron-elektron dari atom-atom pada permukaan logam berusaha melompat keujung jarum tadi. Keluarnya elektron ini dapat diamati dengan bantuan komputer sehingga distribusi elektron yang juga menunjukan distribusi atom dapat diperoleh.



Alat ini berguna untuk menggambarkan kedudukan atom di permukaan sampel untuk menentukan lekak lekuk permukaan bahan. Gambar yang dihasilkan dengan STM ini mampu mencapai ketelitian sampai 1/25 dari ukuran diameter atom tunggal sehingga membuat gambar yang dihasilkan dapat terlihat dengan jelas meskipun objek aslinya hanya berorde beberapa nanometer saja. Dengan ketelitian seperti itu, gambar tiga dimensi yang dihasilkan oleh STM ini mampu menangkap permukaan sebuah material dengan baik yang sangat berguna terutama pada penelitian dasar material nano seperti kekasaran permukaan, observasi cacat pada permukaan, serta penentuan ukuran molekul dan agregat pada permukaan sebuah material. Pada tahun 1985 Benning mengusulkan ide yang lebig sederhana lagi yaitu untuk bahan yang memiliki konduktifitas rendah dibuatlah Atomic Force Microscope (AFM). Mikroskop ini benar-benar menyentuh permukaan struktur permukaan atom secara akurat. Dimana ujung jarum AFM disentuhkan dan digerakkan perlahan-lahan sepanjang permukaan struktur dari atom molekuldapt dilihat pada gambar. Jarum AFM mempunyai pegas yang bisa meregang dan merapat sesuai dengan permukaan atom.



Alat Atomic Force Microscope



Dengan kedua alat inilah para para peneliti akhirnya mampu merekayasa untuk menyusun atomatom dalam skala nano yang sangat dibutuhkan dalam teknologi nano. Berbagai temuan yang spektakuler di banyak bidang mulai dari semikonduktor, metalurgi, elektro kimia, bahkan biologi molekular mampu diungkap oleh alat STM dan ATM ini.



Salah satu produk nanoteknologi pangan yang sangat bermanfaat, yakni kemasan pintar. Kemasan pangan ini mampu mengoptimalkan masa kadaluwarsa produk, memperbaiki sendiri kerusakan kemasan, dan mampu menyesuaikan dengan kondisi lingkungan. Kemasan canggih ini mampu memberi tanda yang dapat diketahui konsumen, bila produk pangan terkontaminasi. Produk nanoteknologi seperti ini tentu sangat sesuai dengan tuntutan konsumen, misalnya yang ingin membeli buah dan sayur segar, berkualitas, dan aman dari aspek kesehatan. Sumber : BB Pascapanen



http://www.deptan.go.id/ap_posts/detil/64/2014/07/23/12/30/40/Indonesia %20Bisa%20Unggul%20dalam%20Nanoteknologi%20Pangan