Teknologi nano merupakan suatu teknologi material yang berkaitan dengan penciptaan benda-benda kecil dalam ukuran nanometer (satu per miliar meter) serta pemanfaatannya untuk kehidupan dimasa depan yang lebih efisien. Dalam teknologi nano tercipta suatu kesatuan ilmu dasar seperti ilmu fisika, kimia, biologi molekuler dan ilmu teknik lainnya. Hingga saat ini teknologi nano masih dalam kajian yang mendalam terutama dalam ilmu struktur, karena sifat material yang sangat kecil ini akan sangat dipengaruhi oleh struktur yang dimilikinya. Sejarah menunjukkan bahwa teknologi ini sudah digunakan sejak seabad yang lalu, seperti penggunaan carbon black dengan ukuran yang sangat kecil (bisa sampai ukuran nano meter) sebagai bahan additif dalam polimer adhesive yang digunakan untuk ban kendaraan, dari bidang kesehatan kita juga telah lama mengenal dan menggunakan vaksin.
Struktur nano telah dikemukakan dan diidentifikasi oleh Mihail C. Rocco dari National Science Fondation (NSF) Amerika Serikat melalui situs Sciam.com, yaitu dimana struktur nano memiliki sejumlah unsur penting dengan dimensi antara satu hingga 100 nano meter yang didesain melalui proses penyatuan secara kimia dan fisika. Khayalan para peneliti untuk memproduksi benda-benda berstruktur nano telah digambarkan dalam buku Enginers of Creations karya K. Eric Drexler pada tahun 86, yang isinya antara lain menyatakan bahwa teknologi nano dimasa depan akan dapat memberikan solusi dari berbagai permasalahan global yang sekarang ini belum terpecahkan, seperti penyakit yang belum dapat disembuhkan, memperpanjang usia dll.
Definisi Partikel nano dalam Teknologi nano meliputi cakupan yang sangat luas, sehingga perlu adanya persamaan persepsi di kalangan ilmuwan. Royal Society dan Royal Academy of Engineering di UK telah mendefinisikan sebagai berikut:
* Nanoscience : studi tentang fenomena dan manipulasi dari material pada skala atom, yang mana memiliki sifat yang berbeda dibandingkan sifat dari skala makro.
* Nanotechnology : desain, karakterisasi, produksi, dan aplikasi dari struktur, alat, dan sistem dengan mengontrol bentuk dan ukuran dari material pada skala nano. Dalam artikel ini, partikel nano didefinisikan sebagai material berdiameter # 250 nm.
Bisa dibayangkan betapa besar luas permukaan dari material nano ini, seperti contoh nanosilicates bisa menutup satu lapangan football hanya dengan satu titik air hujan. Morfologi dari partikel nano bervariasi dari bulatan, berlapis, crystal structure, hingga tabung. Bahkan 3-D struktur seperti per dan sikat telah dibuat. Dengan mengontrol struktur dan ukuran (morfologi) dari nanopartikel, para peneliti mampu mempengaruhi sifat hingga pada akhirnya mampu mengontrol sifat sesuai yang diinginkan.
Metode Pembuatan Partikel nano
Proses wet chemical.
Yaitu proses presipitasi seperti: kimia koloid, hydrothermal method, sol-gels. Proses ini pada intinya mencampur ion-ion dengan jumlah tertentu dengan mengontrol suhu dan tekanan untuk membentuk insoluble material yang akan presipitasi dari solution. Presipitat dikumpulkan dengan cara penyaringan dan/ atau spray drying untuk mendapatkan butiran kering.
Mechanical process.
Yaitu termasuk grinding, milling, dan mechanical alloying teknik. Intinya material di tumbuk secara mekanik untuk membentuk partikel yang lebih halus. Form-in-place process seperti lithography, vacuum deposition process, dan spraycoating. Proses ini spesifik untuk membuat nanopartikel coating.
Gas-phase synthesis,
Termasuk di dalamnya adalah mengontrol perkembangan carbon nanotube dengan proses catalytic cracking terhadap gas yang penuh dengan carbon seperti methane.
Pasar Partikel nano.
Apakah sebenarnya yang membuat material nano sangat menarik bagi industri? Jawabannya adalah adanya kemungkinan bagi market yang sudah ada, untuk dilakukan rekayasa ulang (re-engineering) material tersebut ke dalam skala nano. Hal ini akan memberikan performance baru, karena sifat dalam skala nano akan berbeda dengan sifat dari material skala makro, bahkan produk yang lebih baik. Pembuatan produk kebentuk skala nano membuka aplikasi baru dan memberikan jalan untuk membuat produk baru yang tadinya hanya sebatas hipotesa, contohnya adalah drug delivery yang lebih efisien mencapai target, penghasil energi yang lebih kecil dan lebih efisien. Carbon nanotubes (CNT) terbukti mampu merubah cahaya menjadi arus listrik sehingga menambah lebar market elektronik. Beberapa contoh potensial market untuk teknologi nano adalah di bidang energy/power supply, kedokteran, teknik, alat-alat rumah tangga, lingkungan, dan elektronik.
Pada saat ini teknologi nano menjadi primadona di dunia penelitian karena menjanjikan masa depan yang sangat cerah. Negara-negara maju kini berlomba-lomba untuk meraih keunggulan di bidang teknologi ini misalnya. Jepang, pada tahun 2002 berani menginvestasikan dana sebesar satu milyar dollar AS untuk pengembangan teknologi nano, disusul oleh AS dengan 550 juta dollar dan Uni Eropa dengan 450 juta dollar. Ini membuktikan komitmen negara-negara tersebut untuk pengembangan teknologi nano, sekaligus keyakinan mereka akan unggulnya teknologi nano di masa depan.
Teknologi Nano dalam bidang Elektronika dan Informasi.
Teknologi nano merupakan suatu rekayasa teknologi dengan memanfaatkan karakter suatu material pada ukuran nano meter, sebagai contoh suatu material logam yang biasanya digunakan sebagai konduktor seperti kabel, apabila dipotong sangat kecil sehingga menghasilkan logam seukuran nano meter, maka sifat konduktifitasnya tidak lagi mengikuti hukum Ohm, konduktifitas dilakukan oleh pergerakan elektron satu persatu yang menurut teori dapat dikontrol. Penomena demikian sulit dibayangkan dan dapat diinterpretasikan dalam sistim struktur transistor yang disebut sebagai Singel Elektron Transistor yang pertama kali diperkenalkan oleh T. A. Fulton dan G J.Dollan dari AT & T Bell Laboratory Amerika pada tahun 1987. Perkembangan teknologi elektronika lebih dipacu oleh pengembangan mikro elektronik, sebagai contoh suatu pesawat radio pertama kali diciptakan sebesar lemari pakaian, namun sekarang bisa jadi sebesar kelereng. Kemajuan pesat dalam elektronik ini adalah terciptanya microprocessor, misalnya pada tahun 1997 satu piranti micropro cessor dapat memuat 7,5 juta transistor dan diperkirakan pada tahun 2011 satu piranti microprocessor dapat memuat satu milyar transistor, ini artinya microprocessor tersebut dapat melakukan 100 milyar intruksi perdetik, dengan demikian akan semakin canggihlah komputer dan data processor dimasa datang. Pengembangan bidang elektronik yang ditunjang teknologi nano ini sebenarnya sudah berjalan sejak tahun 1975, dimana pada tahun itu diperkenalkan suatu sensor yang sangat sensitif dalam disk drive yang terbuat dari lapisan partikel magnetic ukur an nano meter dengan ketebalan lapisan nanometer, Penelitian intensif dibidang chip berkemampuan tinggi dengan menggunakan teknologi nano dilakukan oleh beberapa perusahan besar seperti IBM dan Hewlett Packet dengan mengubah material asasnya Dari silicon menjadi partikel logam lainnya yang mudah di modifikasi dengan kemampuan tinggi. INTEL Corp. (Intel) sebagai produser cip dunia telah menyiapkan diri melalui teknologi nano akan mengganti partikel silicon yang selama ini digunakan sebagai bahan asas chip dengan partikel Nano carbon tube dan target ini telah dikemukakan oleh pengarah Intel, Paolo Gargini yang targetnya tahun 2010.
Teknologi Nano dalam Kesehatan dan Kosmetik
Teknologi nano sebenarnya telah dimanfaatkan sejak dulu dalam bidang kesehatan yaitu dalam mengamati prilaku vaksin dan mikroba lainnya serta efeknya terhadap tubuh kita. Dalam kosmetik sudah kita lihat adanya sabun yang transparan dan baru baru ini muncul produk baru yang disebut sebagai sunscreen transparent yang dipro duksi oleh perusahaan bernama Nanophase Technologies, sunscreen ini dibuat dari partikel zink okside yang berukuran nano meter sehingga transparan.
Dalam bidang kesehatan teknologi nano ini selain mendapat sambutan yang positif juga mendapat sambutan negatif yang antara lain karena adanya kekhawatiran para akhli medis mengenai bahaya kontaminasi logam ukuran nano meter ke dalam tubuh baik yang melalui saluran pernapasan maupun yang langsung melalui pori-pori kulit tubuh, hal ini bisa terjadi karena partikel nanometer dalam keadaan tunggal tidak terlihat oleh mata kita sehingga akan mudah terakumulasi dalam tubuh dan mungkin juga tertransfer kesaluran darah yang bisa saja akan mengakibatkan kanker atau penyakit lainnya.
Penelitian Teknologi Nano di Indonesia.
Budaya peneliti Indonesia masih membatasi diri pada bidang masing-masing seperti kimia, fisika, biologi dan lainnya, sedangkan penelitian teknologi nano merupakan penelitian yang bersifat kesatuan dari berbagai bidang (inter disiplin), dilain pihak negara kita masih berkutat dalam usaha menutupi teknologi yang tertinggal dari negara lainnya dan terakhir dihadapkan kepada permasalahan kemampuan peralatan yang dimiliki.
[ Dikutip dari Bulletin SentraPolimer edisi April 2005]
EVOLUSI NANO TEKNOLOGI
Nanoteknologi sekarang ini sedang mengalami evolusi yang sangat cepat dalam segala bidang. Perkembangan industripun mengarah kebentuk non konvensional, yang mengelompok dalam bentuk yang lebih futuristik, diantaranya:
1. Produk, sistem dan material yang mengelompok sendiri.
(Sistem managemen perbaikan sendiri).
2. Miliaran komputer bergerak lebih cepat (Jangkauan ukuran kecepatan komputer).
3. Penciptaan barang secara ekstrim (Pabrik mengadaptasi masalah sendiri)
4. Pergerakan dan eksplorasi tempat lebih realistis (Lebih ekonomis dalam berusaha).
5. Pengobatan secara nano (Kemampuan pergerakan obat lebih unik -nano robot-).
6. Sintesa molekul makanan (Antisipasi kekurangan dan kelaparan di dunia).
Mengamati peta evolusi nano teknologi diatas, kesempatan memulai usaha di bidang nano teknologi akan berakhir 2010. Selanjutnya mulai bermunculan milyarder baru yang mulai mapan situasi produknya dengan kondisi informasi dan traveling yg begitu spektakuler. Produk akan mengalir seperti sungai Amazon.
Jika kita ingin mendapat bagian dari kemajuan teknologi tersebut, kita harus mengerahkan kemampuan untuk berinovasi mengawinkan antara kebutuhan konsumen dengan perkembangan teknologi (material hybrid), terutama produk-produk fast moving dan repeat order. Atau masuk ke dalam bidang teknologi informasi, apapun bentuknya, akan terserap pasar. Disaat pelakunya sedang tidur nyenyak, transaksi produk berjalan menurut hitungan detik. Selamat buat anda yang berada di ‘track’ ini.
Struktur nano telah dikemukakan dan diidentifikasi oleh Mihail C. Rocco dari National Science Fondation (NSF) Amerika Serikat melalui situs Sciam.com, yaitu dimana struktur nano memiliki sejumlah unsur penting dengan dimensi antara satu hingga 100 nano meter yang didesain melalui proses penyatuan secara kimia dan fisika. Khayalan para peneliti untuk memproduksi benda-benda berstruktur nano telah digambarkan dalam buku Enginers of Creations karya K. Eric Drexler pada tahun 86, yang isinya antara lain menyatakan bahwa teknologi nano dimasa depan akan dapat memberikan solusi dari berbagai permasalahan global yang sekarang ini belum terpecahkan, seperti penyakit yang belum dapat disembuhkan, memperpanjang usia dll.
Definisi Partikel nano dalam Teknologi nano meliputi cakupan yang sangat luas, sehingga perlu adanya persamaan persepsi di kalangan ilmuwan. Royal Society dan Royal Academy of Engineering di UK telah mendefinisikan sebagai berikut:
* Nanoscience : studi tentang fenomena dan manipulasi dari material pada skala atom, yang mana memiliki sifat yang berbeda dibandingkan sifat dari skala makro.
* Nanotechnology : desain, karakterisasi, produksi, dan aplikasi dari struktur, alat, dan sistem dengan mengontrol bentuk dan ukuran dari material pada skala nano. Dalam artikel ini, partikel nano didefinisikan sebagai material berdiameter # 250 nm.
Bisa dibayangkan betapa besar luas permukaan dari material nano ini, seperti contoh nanosilicates bisa menutup satu lapangan football hanya dengan satu titik air hujan. Morfologi dari partikel nano bervariasi dari bulatan, berlapis, crystal structure, hingga tabung. Bahkan 3-D struktur seperti per dan sikat telah dibuat. Dengan mengontrol struktur dan ukuran (morfologi) dari nanopartikel, para peneliti mampu mempengaruhi sifat hingga pada akhirnya mampu mengontrol sifat sesuai yang diinginkan.
Nano sebetulnya adalah ukuran / size:
1 km : 1000 = 1 m
1 m : 1000 = 1 mm
1 mm : 1000= 1 micro m (micron)
1 micro m : 1000 = 1 nano m
Metode Pembuatan Partikel nano
Proses wet chemical.
Yaitu proses presipitasi seperti: kimia koloid, hydrothermal method, sol-gels. Proses ini pada intinya mencampur ion-ion dengan jumlah tertentu dengan mengontrol suhu dan tekanan untuk membentuk insoluble material yang akan presipitasi dari solution. Presipitat dikumpulkan dengan cara penyaringan dan/ atau spray drying untuk mendapatkan butiran kering.
Mechanical process.
Yaitu termasuk grinding, milling, dan mechanical alloying teknik. Intinya material di tumbuk secara mekanik untuk membentuk partikel yang lebih halus. Form-in-place process seperti lithography, vacuum deposition process, dan spraycoating. Proses ini spesifik untuk membuat nanopartikel coating.
Gas-phase synthesis,
Termasuk di dalamnya adalah mengontrol perkembangan carbon nanotube dengan proses catalytic cracking terhadap gas yang penuh dengan carbon seperti methane.
Pasar Partikel nano.
Apakah sebenarnya yang membuat material nano sangat menarik bagi industri? Jawabannya adalah adanya kemungkinan bagi market yang sudah ada, untuk dilakukan rekayasa ulang (re-engineering) material tersebut ke dalam skala nano. Hal ini akan memberikan performance baru, karena sifat dalam skala nano akan berbeda dengan sifat dari material skala makro, bahkan produk yang lebih baik. Pembuatan produk kebentuk skala nano membuka aplikasi baru dan memberikan jalan untuk membuat produk baru yang tadinya hanya sebatas hipotesa, contohnya adalah drug delivery yang lebih efisien mencapai target, penghasil energi yang lebih kecil dan lebih efisien. Carbon nanotubes (CNT) terbukti mampu merubah cahaya menjadi arus listrik sehingga menambah lebar market elektronik. Beberapa contoh potensial market untuk teknologi nano adalah di bidang energy/power supply, kedokteran, teknik, alat-alat rumah tangga, lingkungan, dan elektronik.
Pada saat ini teknologi nano menjadi primadona di dunia penelitian karena menjanjikan masa depan yang sangat cerah. Negara-negara maju kini berlomba-lomba untuk meraih keunggulan di bidang teknologi ini misalnya. Jepang, pada tahun 2002 berani menginvestasikan dana sebesar satu milyar dollar AS untuk pengembangan teknologi nano, disusul oleh AS dengan 550 juta dollar dan Uni Eropa dengan 450 juta dollar. Ini membuktikan komitmen negara-negara tersebut untuk pengembangan teknologi nano, sekaligus keyakinan mereka akan unggulnya teknologi nano di masa depan.
Teknologi Nano dalam bidang Elektronika dan Informasi.
Teknologi nano merupakan suatu rekayasa teknologi dengan memanfaatkan karakter suatu material pada ukuran nano meter, sebagai contoh suatu material logam yang biasanya digunakan sebagai konduktor seperti kabel, apabila dipotong sangat kecil sehingga menghasilkan logam seukuran nano meter, maka sifat konduktifitasnya tidak lagi mengikuti hukum Ohm, konduktifitas dilakukan oleh pergerakan elektron satu persatu yang menurut teori dapat dikontrol. Penomena demikian sulit dibayangkan dan dapat diinterpretasikan dalam sistim struktur transistor yang disebut sebagai Singel Elektron Transistor yang pertama kali diperkenalkan oleh T. A. Fulton dan G J.Dollan dari AT & T Bell Laboratory Amerika pada tahun 1987. Perkembangan teknologi elektronika lebih dipacu oleh pengembangan mikro elektronik, sebagai contoh suatu pesawat radio pertama kali diciptakan sebesar lemari pakaian, namun sekarang bisa jadi sebesar kelereng. Kemajuan pesat dalam elektronik ini adalah terciptanya microprocessor, misalnya pada tahun 1997 satu piranti micropro cessor dapat memuat 7,5 juta transistor dan diperkirakan pada tahun 2011 satu piranti microprocessor dapat memuat satu milyar transistor, ini artinya microprocessor tersebut dapat melakukan 100 milyar intruksi perdetik, dengan demikian akan semakin canggihlah komputer dan data processor dimasa datang. Pengembangan bidang elektronik yang ditunjang teknologi nano ini sebenarnya sudah berjalan sejak tahun 1975, dimana pada tahun itu diperkenalkan suatu sensor yang sangat sensitif dalam disk drive yang terbuat dari lapisan partikel magnetic ukur an nano meter dengan ketebalan lapisan nanometer, Penelitian intensif dibidang chip berkemampuan tinggi dengan menggunakan teknologi nano dilakukan oleh beberapa perusahan besar seperti IBM dan Hewlett Packet dengan mengubah material asasnya Dari silicon menjadi partikel logam lainnya yang mudah di modifikasi dengan kemampuan tinggi. INTEL Corp. (Intel) sebagai produser cip dunia telah menyiapkan diri melalui teknologi nano akan mengganti partikel silicon yang selama ini digunakan sebagai bahan asas chip dengan partikel Nano carbon tube dan target ini telah dikemukakan oleh pengarah Intel, Paolo Gargini yang targetnya tahun 2010.
Teknologi Nano dalam Kesehatan dan Kosmetik
Teknologi nano sebenarnya telah dimanfaatkan sejak dulu dalam bidang kesehatan yaitu dalam mengamati prilaku vaksin dan mikroba lainnya serta efeknya terhadap tubuh kita. Dalam kosmetik sudah kita lihat adanya sabun yang transparan dan baru baru ini muncul produk baru yang disebut sebagai sunscreen transparent yang dipro duksi oleh perusahaan bernama Nanophase Technologies, sunscreen ini dibuat dari partikel zink okside yang berukuran nano meter sehingga transparan.
Dalam bidang kesehatan teknologi nano ini selain mendapat sambutan yang positif juga mendapat sambutan negatif yang antara lain karena adanya kekhawatiran para akhli medis mengenai bahaya kontaminasi logam ukuran nano meter ke dalam tubuh baik yang melalui saluran pernapasan maupun yang langsung melalui pori-pori kulit tubuh, hal ini bisa terjadi karena partikel nanometer dalam keadaan tunggal tidak terlihat oleh mata kita sehingga akan mudah terakumulasi dalam tubuh dan mungkin juga tertransfer kesaluran darah yang bisa saja akan mengakibatkan kanker atau penyakit lainnya.
Penelitian Teknologi Nano di Indonesia.
Budaya peneliti Indonesia masih membatasi diri pada bidang masing-masing seperti kimia, fisika, biologi dan lainnya, sedangkan penelitian teknologi nano merupakan penelitian yang bersifat kesatuan dari berbagai bidang (inter disiplin), dilain pihak negara kita masih berkutat dalam usaha menutupi teknologi yang tertinggal dari negara lainnya dan terakhir dihadapkan kepada permasalahan kemampuan peralatan yang dimiliki.
[ Dikutip dari Bulletin SentraPolimer edisi April 2005]
EVOLUSI NANO TEKNOLOGI
Nanoteknologi sekarang ini sedang mengalami evolusi yang sangat cepat dalam segala bidang. Perkembangan industripun mengarah kebentuk non konvensional, yang mengelompok dalam bentuk yang lebih futuristik, diantaranya:
1. Produk, sistem dan material yang mengelompok sendiri.(Sistem managemen perbaikan sendiri).
2. Miliaran komputer bergerak lebih cepat (Jangkauan ukuran kecepatan komputer).
3. Penciptaan barang secara ekstrim (Pabrik mengadaptasi masalah sendiri)
4. Pergerakan dan eksplorasi tempat lebih realistis (Lebih ekonomis dalam berusaha).
5. Pengobatan secara nano (Kemampuan pergerakan obat lebih unik -nano robot-).
6. Sintesa molekul makanan (Antisipasi kekurangan dan kelaparan di dunia).
Mengamati peta evolusi nano teknologi diatas, kesempatan memulai usaha di bidang nano teknologi akan berakhir 2010. Selanjutnya mulai bermunculan milyarder baru yang mulai mapan situasi produknya dengan kondisi informasi dan traveling yg begitu spektakuler. Produk akan mengalir seperti sungai Amazon.Jika kita ingin mendapat bagian dari kemajuan teknologi tersebut, kita harus mengerahkan kemampuan untuk berinovasi mengawinkan antara kebutuhan konsumen dengan perkembangan teknologi (material hybrid), terutama produk-produk fast moving dan repeat order. Atau masuk ke dalam bidang teknologi informasi, apapun bentuknya, akan terserap pasar. Disaat pelakunya sedang tidur nyenyak, transaksi produk berjalan menurut hitungan detik. Selamat buat anda yang berada di ‘track’ ini.
Postingan
