Nanoteknologi

PENDAHULUAN

Nanoteknologi telah membangkitkan perhatian yang sangat besar dari para ilmuwan di seluruh dunia, dan saat ini merupakan bidang banyak diceburui dan banyak orang memperkata-katakan. Nanoteknologi merupakan ilmu dan luas dalam mencipta material, struktur fungsional, mahupun peranti ke dalam skala nanometer.

Bidang material nanokomposit akhir-akhir ini mendapatkan perhatian serius dari para ilmuwan. Berbagai penelitian yang dilakukan dengan sangat cermat terus menerus dilakukan. Penelitian yang dilakukan berdasarkan pemikiran atau idea yang sangat sederhana, iaitu menyusun sebuah material yang terdiri atas blok-blok partikel homogen dengan ukuran nanometer. Ternyata hasil penelitian tersebut sungguh mengejutkan. Sebuah material baru lahir dengan sifat-sifat yang jauh lebih baik dari material penyusunnya. Hal ini memicu perkembang material nanokomposit di segala bidang dengan memanfaatkan idea serdahana tersebut.

Komposit adalah kombinasi dari satu atau lebih material yang tidak saling bereakasi dengan tujuan untuk menghasilkan sifat lebih baik dari material penyusunannya. Komposit dihasilkan dari pencampuran dalam sejumlah fasa yang berbeza. Pencampuran ini dapat menghasilkan sifat baru yang tiada pada masing-msaing material penyusunannya. Beberapa material terdiri dari dua fasa, iaitu fasa matriks dan fasa terdispersi. Sifat yang dihasilkan komposit akan bergantung pada sifat, sejumlah dan geometri dari fasa terdiperasi.

Nanokomposit berbaris polimer memiliki banyak keunggulan dibandingkan antara lain meningkatkan sifat elektrik, konduktivitas termal, sifat mekanik dan rintangan terhadap suhu tinggi. Semua keunggulan ini tergantung pada struktur dan sifat, serta komposisis penyusun material nanokomposit. Bahan nanokoposit berbaris polimer dengan nano filter tanah lempung (organclay) atau yang lebih dikenal dengan isitlah polymer layered silicate nanocomposite (PLSNs) merupakan salah satu alternative dalam pengembangan bahan baru.

PENGENALAN

Nanoteknologi merupakan bidang sains, kejuruteraan, dan teknologi yang dijalankan di skala nano, iaitu kira-kira 1 hingga 100 nanometer. Nanosains dan nanoteknologi adalah kajian dan aplikasi perkara yang sangat kecil dan boleh digunakan disemua bidang sains yang lain, seperti kimia, biologi, fizik, sains bahan, dan kejuruteraan.

Idea-idea dan konsep di sebalik nanosains dan nanoteknologi dimulakan dengan ceramah bertajuk “There’s Plenty of Room at the Bottom” oleh ahli fizik Richard Feynman pada mesyuarat American Physical Society di California Institute of Technology (CalTech) pada 29 Disember, 1959, lama sebelum nanoteknologi jangka telah digunakan. Dalam ceramahnya, Feynman diterangkan satu proses di mana ahli-ahli sains akan dapat memanipulasi dan mengawal atom individu dan molekul. Lebih sedekad kemudian, dalam penerokaan beliau pemesinan ultraprecision, Profeser Norio Taniguchi mencipta istilah nanoteknologi ini. Ia tidak sehingga tahun 1981, degan pembangunan mikroskop imbasan terowong yang boleh “lihat” atom individu, inilah nanoteknologi moden bermula.

Nanosains dan nanoteknologi melibatkan keupayaan untuk melihat dan mengawal atom individu dan molekul. Segala-galanya di Bumi terdiri daripada atom - makanan yang kita makan, pakaian yang kita pakai , bangunan-bangunan dan rumah-rumah kita hidup dalam, dan badan-badan kita sendiri. Tetapi sesuatu yang kecil seperti atom adalah mustahil untuk melihat dengan mata kasar. Malah, ia adalah mustahil untuk melihat dengan menggunakan mikroskop yang biasanya digunakan dalam kelas sains sekolah tinggi. Mikroskop diperlukan untuk melihat benda-benda di skala nano dicipta baru-baru ini - kira-kira 30 tahun yang lalu.Walaupun nanosains dan nanoteknologi moden agak baru, bahan nano telah digunakan selama berabad-abad .

Artis ketika itu hanya tidak tahu bahawa proses yang mereka digunakan untuk mewujudkan kerja-kerja seni yang indah sebenarnya membawa kepada perubahan dalam komposisi bahan-bahan yang mereka bekerja. Ahli-ahli sains dan jurutera hari ini mencari pelbagai cara untuk sengaja membuat bahan-bahan pada skala nano untuk mengambil kesempatan daripada sifat-sifat mereka dipertingkatkan seperti kekuatan yang lebih tinggi, lebih ringan, kawalan meningkat spektrum cahaya, dan kereaktifan kimia yang lebih besar daripada rakan-rakan skala yang lebih besar mereka.

DEFINASI

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. Nanoteknologi adalah perluasan ilmu-ilmu yang ada ke skala nano.

Salah satu aspek skala nano yang terpenting adalah bahwa semakin objek-objek menjadi kecil, semakin besar nisbahnya antara luas permukaan dengan isipadu. Salah satu aspek skala nano yang terpenting adalah bahwa semakin benda menjadi kecil, semakin besar nisbahnya antara luas permukaan dengan volume. Fenomena ini telah memungkinkan penciptaan bahan-bahan yang menarik serta penggunaan-penggunaan yang baru. Fenomena ini telah memungkinkan penciptaan bahan-bahan yang menarik serta petunjuk-petunjuk yang baru.

Umpamanya, bahan-bahan yang legap menjadi lut sinar (tembaga); bahan-bahan yang stabil menjadi bahan boleh bakar (aluminium); pepejal menjadi cecair pada suhu bilik (emas); dan penebat menjadi konduktor (silikon). Kejayaan-kejayaan cemerlang dalam nanoteknologi telah menghasilkan alat-alat solek dan losen-loesen pelindung cahaya matahari yang lebih baik, serta seluar kalis air.

Beberapa kajian penting telah muncul di bidang nanoteknologi. Pengembangan ini dapat ditemukan di berbagai produk yang digunakan di seluruh dunia. Sebagai contohnya adalah katalis pengubah pada kendaraan yang mereduksi polutan udara, devais pada komputer yang membaca-dari dan menulis-ke hard disk, beberapa pelindung terik matahari dan kosmetik yang secara transparan dapat menghalangi radiasi berbahaya dari matahari, dan pelapis khusus pakaian dan perlengkapan olahraga yang dapat meningkatkan kinerja dan performa atlit. Hingga saat ini para ilmuwan yakin bahwa mereka baru menguat sedikit dari potensi teknologi nano.

STRUKTUR NANO ILUSTRASI UKURAN DI KEHIDUPAN

Makhluk hidup tersusun atas sel –sel yang memiliki diameter ± 10 µm.
Bagi dalam sel memiliki ukuran yang lebih kecil lagi, bahkan protein dalam sel memiliki ukuran ± 5 nm yang dapat diperbandingkan dengan nanopartikel buatan manusia.

Satu nanometer berukuran sepermilyar meter, atau sepersejuta milimeter = ukuran 1/50.000 kali diameter rambut manusia.

APLIKASI NANOTEKNOLOGI

Nanoteknolgi adalah teknologi masa depan. Diperkirakan dalm 5 tahun depan seluruh  aspek kehidupan manusia akan menggunakan produk-produk yang menggunakan teknologi nano yang diaplikasikan dalam bidang:

Perubatan

Molekul dalam skala nano yang bersifatkan mulit-fungsi untuk merawat kanser dan menghapuskan sel yang tidak diperlukan.

Farmasi

Sebahagian besar ubat-ubatan dan kosmetik yang diedarkan dipasaran kerana memilik zat aktif, seperti memiliki kelarutan yang rendah, menghapuskan lemak sehinggga larut dan mudah dicerna atau dihadam.

Kosmetik

Nanoteknologi dalam bidang kosmetik dan ubat-ubatan mampu menciptakan bahan kosmetik dan ubat-ubatan dengan lebih berkesan atau lebih baik.

Tekstill

Dengan nanopartikal tekstill dan pakaian akan menjadi mudah dibersihkan dan dengan penambahan silver pada kaki akan membuatnya mempunyai pengaruh pada pengurangan bau kaki.

Produk Perawatan

TiO3 dan SiO2 digunakan sebagai UV cut sementara apatite digunakan pada pasta gigi.

Olahraga

Nanopartikal digunakan untuk membuat peralatan olahraga menjadi lebih kuat, lebih baik dan kualiti yang sangat tinggi. Contohnya pada raket tennis yang menggunakan karbon.

Perbaiki Rumah

Cat rumah yang menggunakan teknologi nano yang memberi efek membersih dengan sendiri.

Produk Rumah

Digunakan pada siramik mempunyai pelbagai lapisan dan mempunyai keselesaan yang tersendiri.

MANFAAT NANOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN MANUSIA

Bidang Kesihatan

Dalam bidang kesihatan, melalui nanoteknologi dapat diciptakan "mesin nano" yang disuntikan ke dalam tubuh guna memperbaiki jaringan atau organ tubuh yang rosak. Untuk industri logam, dapat diciptakan sebuah materi logam alternatif yang murah, ringan dan efisien, yang dapat menekan biaya produksi kendaraan, mesin dan lainnya. Nanoteknologi telah dapat memperkaya ubat hingga dapat mencapai sasaran dengan dosis yang tepat, termasuk peluang untuk mengatasi penyakit-penyakit berat seperti tumor, kanker, HIV dan lain-lain.

Bidang Industri

Aplikasi nanoteknologi dalam industri sangat luas. Dengan nanoteknologi, kita boleh membuat pesawat ruang angkasa dari bahan komposit yang sangat ringan tetapi memiliki kekuatan seperti besi. Kita juga boleh menghasilkan kereta  yang beratnya hanya 50 kilogram. Industri fashion pun tidak ketinggalan. Mantel hangat yang sangat tipis dan ringan boleh menjadi gaya hidup di masa akan datang dengan bantuan nanoteknologi. Perkembangan pesat ini akan mengubah wajah teknologi pada umumnya kerana nanoteknologi merambah semua bidang ilmu. Tidak hanya bidang rekayasa material seperti komposit, polimer, keramik, supermagnet, dan lain-lain.

Bidang Luar Angkasa

Nanoteknologi juga sudah berhasil mmendorong menghasilkan suatu material hebat yang sangat ringan, tetapi kekuatannya 100 kali lebih kuat dari besi. Material hebat ini diberi nama Carbon Nano-Tube (CNT). Material ini hanya tersusun dari atom karbon (C), seperti grafit dan berlian. Kuat tetapi sangat ringan sehingga menara dapat dibuat lebih tinggi dan kabel dapat dibuat lebih panjang dan kuat tanpa takut jatuh/roboh kerana beratnya sendiri. Hal berikut yang sangat dibincangkan dalam sesuatu yang cukup berat yang mengorbit mengelilingi bumi. Asteroid dapat dimanfaatkan untuk tujuan ini. Asteroid ini berfungsi sebagai beban yang menstabilkan kabel serta satelit geostasioner yang sedang mengorbit itu.

Bidang Teknologi Tahan Gempa

Nanoteknologi boleh dijadikan tahan gempa. Konstruksi bangunan menjadi dua kali lebih kukuh, tahan gempa, kedap air laut dengan ditemukannya bahan konstruksi nanosilikon diperolah melalui teknologi nano.

Bidang Teknologi Infomasi

Dunia informatika dan komputer/elektronik boleh menikmati dengan adanya kuantum yang mampu mengirimkan data dengan kecepatan sangat tinggi. Superkomputer di masa depan tersusun dari chip yang sangat halus, tetapi mampu menyimpan data jutaan kali lebih banyak dari komputer yang kita gunakan saat ini. Begitu kecilnya superkomputer itu, kita mungkin hanya boleh melihatnya dengan menggunakan mikroskop cahaya/elektron. Perana teknologi nano dalam pengembangan teknologi informasi (IT,information technology), sudah tidak diragukan lagi. Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT.

 PERANAN TEKNOLOGI NANO DALAM IT

Peranan teknologi nano dalam IT (information technology), sudah tidak diragukan lagi. Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi sel-fon, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT.

Penambahan kepadatan jumlah device

 Bila ukuran satu buah transistor boleh dibuat lebih kecil maka kepadatan jumlah transistor pada ukuran chip yang sama secara otomatis akan menjadi lebih besar. Contoh: tahun 2005, INTEL berhasil meluncurkan 70 Megabit SRAM (static random access memory) yang dibuat dengan teknologi nano proses tipe 65 nanometer (nm). Chip ini berisi lebih dari 500 juta buah transistor.

Penambahan fungsi baru pada sistem

Penambahan fungsi baru pada sistem yang sudah ada membuat material sama dalam ukuran kecil. Tetapi membuat suatu fungsi yang baru ketika atom atau molekul yang berbeza jenis disusun dalam suatu sistem device. Contoh, pembuatan mata buatan yang mempunyai fungsi menangkap dan mentransfer cahaya menjadi informasi dan kemudian diolah, itu akan lebih mudah dilakukan dengan peranan teknologi nano.

KEBAIKAN DAN KEBURUKAN NANOTEKNOLOGI

	Kebaikan	Keburukan
Longgar dalam persekitaran	Sesetengah nanopartikel sangat berkesan untuk menghapuskan bahan cemar dari alam sekitar. (Ahli-ahli sains telah mencapai kejayaan beasr menggunakan nanopartikel untuk membuang polychlorinated biphenyls (PCBs), DDT, dan dioksin dari tapak perindustrian, dan arsenik, garam, dan trichloroethelyne (TCE), contohnya , dari air yang tercemar). kdfugsh	Nanopartikel perak, yang digunakan sebagai agen anti-mikrob, boleh membahayakan mikrob berfaedah apabila longgar dalam alam sekitar. Dan bahan-bahan yang memasuki bahagian bawah rantaian makanan mempunyai tabiat yang memberi kesan kepada organisma-termasuk orang-jauh lebih tinggi rantai makanan. kdfgldsglsdfg
Terapung di udara	Ahli-ahli sains sedang berusaha untuk mewujudkan nanosensors dapat mengesan dan memantau pencemaran dengan kepekaan yang luar biasa. Ini sensor dapat mengesan walaupun jumlah yang paling kecil daripada bahan cemar dan juga kehadiran bakteria berbahaya. Sensor boleh ditempatkan di sekitar zon perindustrian dan amaran masyarakat sekeliling untuk kebocoran ke dalam air bawah tanah. dfkughdfksgvnrskglrsiugs	Boleh menyebabkan kerosakan kepada tisu paru-paru dan masalah pernafasan kronik. Dan beberapa nanopartikel-tidak seperti dihidu zarah-mungkin boleh bergerak dari paru-paru ke dalam aliran darah, atau aliran darah ke otak. (Kajian menunjukkan bahawa nanopartikel berkumpul dalam rongga hidung, paru-paru, dan otak tikus. ksdughsdkfgb
Didalam sel	Kebanyakan proses sel beroperasi pada skala nano. Dengan salutan nanopartikel perubatan dalam bahan kimia khas kita boleh membuat rawatan yang mensasarkan golongan tertentu sel-sel. Ubat hati akan menyasarkan hati sahaja. Rawatan kanser bertujuan untuk membunuh sel-sel berbahaya akan mengelakkan membunuh sel-sel yang sihat. Bukannya mandi badan dalam tahap berbahaya dadah kita boleh memberikan jumlah yang kecil pesakit ubat yang disasarkan kepada masalah ini.	Kerana nanopartikel terlalu kecil, mereka boleh mendapatkan di dalam sel hidup, dan ada bukti ia boleh menyebabkan kerosakan apabila mereka lakukan. (Sesetengah zarah begitu kecil mereka tidak mencetuskan tindak balas imun badan sekali mereka di dalam sel-sel. Dan nanopartikel lain seolah-olah untuk bon kepada DNA dan berubah bentuk strukturnya.) Kumpulan Tindakan Hakisan, Teknologi dan Kepekatan. dykjsgadygfsbnkes

KESIMPULAN

Nanoteknologi ialah satu cabang sains yang menumpukan kepada jisim-jisim pada saiz antara 1 hingga 100 nanometer (1 nm = 10−9 meter). Pada dasarnya, nanoteknologi ialah peluasan sains-sains yang sedia ada ke skala nano.

* Nanoscience : kajian tentang fenomena dan manipulasi dari material pada skala atom, yang mana memiliki sifat yang berbeza dibandingkan sifat dari skala mikro.

* Nanotechnology : karakterisasi, produksi, dan aplikasi dari struktur, alat, dan sistem dengan mengawal bentuk dan ukuran dari material pada skala nano.

Teknologi-Nano adalah pembuatan dan penggunaan material atau devais pada ukuran sangat kecil. Teknologi nano saat ini berada pada masa pertumbuhannya, dan tidak seorang pun yang dapat memprediksi secara nyata apa yang akan dihasilkan dari perkembangan penuh bidang ini di beberapa dekad.

Hingga saat ini nanoteknologi sudah diaplikasikan dalam berbagai bidang. Mulai dari dibidang perubatan, automotif, kosmetik, komputer, industri, tekstil, olahraga. Nanoteknologi  sudah terasa manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari.  Nanoteknologi juga sangat berperan dalam IT (Information Technology).