Ilmu dan Teknologi Nano

Munculnya kesadaran terhadap ilmu dan teknologi nano diinspirasi dan didorong oleh pemikiran futuristik dan juga penemuan peralatan pengujian dan bahan-bahan.

Pada tanggal 29 Desember 1959 dalam pertemuan tahunan Masyarakat Fisika Amerika (American Physical Society) di Caltech, Richard Phillips Feynman (Pemenang Hadiah Nobel Fisika tahun 1965) dalam suatu perbincangan berjudul “ There’s plenty of room at the bottomâ€,

memunculkan suatu isu yaitu permasalahan memanipulasi dan mengontrol atom (ukuran 0,001 nm) dan molekul (ukuran 0,1 nm) pada dimensi kecil (nanometer) .



Di tahun 1981, Scanning Tunneling Microscopy (STM) diciptakan oleh Heinrich Rohrer dan Gerd Binnig (Pemenang Hadiah Nobel Fisika tahun 1986). Beberapa tahun kemudian (1986), Gerg Binnig, Calfin F Quate, dan Christoph Gerber menemukan Atomic Force Microscope (AFM).



Melalui peralatan STM dan AFM, para ilmuwan dapat melihat, memanipulasi, dan mengontrol atom-atom secara individu di dimensi nano.

Penemuan bahan buckyball/fullerene dan carbon nanotube semakin mendorong para ilmuwan untuk meneliti ilmu dan teknologi nano. Robert Curl, Harold Kroto, dan Richard Smalley (Pemenang Hadiah Nobel Kimia tahun 1996) menemukan buckyball/fullerene di tahun 1985.



Buckyball/fullerene tersusun oleh molekul-molekul karbon dalam bentuk bola tak pejal dengan ukuran diameter bola 0,7 nm.

Sumio Iijima menemukan carbon nanotube pada tahun 1991 saat ia bekerja di perusahaan NEC di Jepang. Carbon nanotube adalah molekul-molekul carbon berbentuk silinder tak pejal dengan satu atau lebih dinding silinder. Diameter silinder bervariasi dari 1 nm hingga 100 nm.



Panjang silinder dapat mencapai ukuran dalam rentang micrometer (1 μm=10-6m) hingga centimeter (1 cm=10-2m). Perbandingan antara ukuran panjang dan diameter carbon nanotube dapat melebihi 1.000.000. Kedua ujung-ujung silinder ditutup oleh fullerene berbentuk setengah bola tak pejal.



Pengenalan dan pemahaman akan ilmu dan teknologi nano sangat terkait dengan definisi nano, bahan berstruktur nano, ilmu nano dan teknologi nano. Nano adalah satuan panjang sebesar sepertriliun meter (1 nm=10-9m).

Ukuran tersebut 1000x lebih kecil dari diameter rambut manusia (80 μm).

Diameter sel darah merah dan virus hanya sebesar masing-masing 7 μm dan 150 nm.



Bahan berstruktur nano merupakan bahan yang memiliki paling tidak salah satu dimensinya (panjang, lebar, atau tinggi) berukuran 1-100 nm. Bahan nano merupakan jembatan antara atom/molekul dan bahan berukuran mikrometer (transistor pada chip computer).



Gen atau DNA merupakan bahan nano alami dengan lebar pita gen sebesar 2 nm. Fullerene dan carbon nanotube termasuk bahan nano sintetis karena ukuran diameternya berukuran nano.

Partikel-partikel pasir silika dan baja dapat dibuat juga menjadi bahan nano silika dan nano baja. Studi segala fenomena fisika, kimia, dan biologi pada dimensi 1-100 nm disebut ilmu nano (nanoscience).

Sedangkan teknologi nano mencakup dua hal.



Pertama, seluruh produk-produk dengan ukuran geometri terkontrol (ketelitian satuan pengukuran) yang tersusun oleh paling tidak satu komponen produk dengan satu atau lebih dimensi komponen produk dibawah 100nm yang menghasilkan efek fisika,kimia, atau biologi berbeda dengan komponen produk konvensional berukuran di atas 100 nm tanpa kehilangan daya guna produk nano tersebut.



Kedua, peralatan-peralatan untuk tujuan pengujian atau manipulasi yang menyediakan kemampuan untuk fabrikasi dan pergerakan terkontrol atau ketelitian pengukuran dibawah 100nm. Contoh peralatan tersebut yaitu STM dan AFM.

Salah satu produk nano yang diperkirakan segera hadir adalah mobil yang dirakit dengan cat mengandung serbuk nano, kerangka mobil terbuat dari komposit carbon nanotube, atau polimer nanokomposit sebagai bahan pengganti lembaran baja.

Berbagai Hal Tentang Teknologi Nano

Nanoteknologi adalah rekayasa sistem fungsional pada tingkat molekul.

Dimana teknologi nano berarti "membangun" sesuatu dari tingkat yg rendah (nano) menuju ke tingkat yang lebih tinggi.



Nano teknologi mengadaptasi pembentukan organisme dari sel.

Sel bergabung dan saling bekerjasama menjadi kumpulan sel (jaringan)>>>kumpulan jaringan bekerjasama menjadi organ.>>>kumpulan organ bekerjasama menjadi sistem organ>>>kumpulan sistem organ yg bekerjasama manjadi organisme.



Jadi dari kumpulan materi yg di mulai dari ukuran 1 nano akhirnya menjadi suatu "organisme buatan" yang memiliki karakteristik tertentu.



Seberapa besar sih satu nano itu?

lembaran atom carbon d gambarkan berbentuk heksagonal. Jika kita menggulungnya, maka akan menjadi tabung carbon nano (carbon nanotubes). Carbon nanotubes ini memiliki kekuatan yg berbeda2, tergantung pola menggulungnya.



Dengan penyusunan atom carbon yg tepat, kita bisa menciptakan carbon nanotubes yang kekuatannya beratus2 kali lebih kuat dari baja, akan tetapi 6 kali lebih ringan. Hal ini bisa d manfaatkan untuk pembuatan mobil maupun pesawat. Dari safety semakin meningkat, dan semakin ringan beban, maka PERTAMAX yg d gunakan juga makin IRIT

Hasil nano teknologi yg sudah ada d pasaran :



1. Sunscreen (tabir surya)

kaca mata ini mengandung nanoparticles (partikel nano) of zinc oxide atau titanium oxide. Semakin besar partikel nano dari zinc oxide, maka akan meninggalkan bekas putih d wajah. Akan tetapi dengan ukuran partikel yg kecil tidak akan meninggalkan bekas keputihan.



2. Self-cleaning glass (kaca yg bisa membersihkan sendiri)

dengan nano partikel yg memberikan efek photocatalytic and hydrophilic pada kaca tersebut. Photocatalytic=ketika sinar UV menyinari kaca, sinar ini akan memberikan energi bagi nanopartikel untuk break down (melunturkan) molekul organik pada kaca (kotoran). hydrophilic= ketika air mengenai kaca, maka nanopartikel menyebarkan air d seluruh kaca, sehingga otomatis membersihkan kaca tersebut.



3. Scratch-resistant coatings (lapisan anti gores).

dengan penambahan aluminum silicate nanoparticles, maka menjadikan mobil maupun kaca mata menjadi anti gores.



4. Antimicrobial bandages (perban anti bakteri)

perban yang menggunakan nanoparticles of silver. ion perak (Silver) menahan pernafasan sel microba, yg memungkinkan luka cepat sembuh.



5. Tahun 2002, Babolat company, perusahaan pembuat raket tenis, menggunakan nano particle yg mengakibatkan raket ringan tapi lebih kuat dari baja. Perusahaan pembuat bola tenis juga menggunakan nano particle sebagai lapisan untuk mencegah udara keluar dari bola. JAdi bola tenis lebih tahan lama, ga gampang kempes

Masa Depan Nano teknologi.



dengan pengembangan anoscopic machines, yang d sebut assemblers, ilmuwan dapat memprogram dan memanipulasi atom sesuai dengan yg di inginkan.





sebuah single nanoscopic machine membutuhkan jutaan tahun untuk merakit material yg berguna. Agar lebih cepat d perlukan jutaan nanoscopic machine(assemblers). Hal ini bisa d lakukan apabila assemblers bisa men-duplikat dirinya sendiri (membentuk duplicators). Setelah terbentuk milyaran assemblers, maka kita siap untuk membuat suatu obyek.



Milyaran assemblers dan duplicators hanya bisa membuat obyek kurang dari 1 cm kubic , tapi dengan makin banyaknya assemplers dan duplicators, kita bisa membentuk benda yg lebih besar dengan kemampuan yg special.



Bahkan, kita bisa menduplikat berlian, makanan dan air.



Dalam medis, pasien kanker hanya minum cairan yg berisi nanorobot. Nanorobot akan menyerang dan mengubah susunan sel kanker.bahkan virus.



Bagi wanita, nanorobots dapat menjadi anti aging (pencegah penuaan). Dan nanorobot juga dapat membantu dalam operasi pembedahan, karena memiliki ukuran yg sangat kecil dan tajam untuk melakukan pembedahan.



Bahkan ilmuan dapat memanfaatkan airborne nanorobots (nanorobot udara) untuk mempertebal lapisan ozone.



Nanorobot juga dapat menjernihkan air dan otomatis mengurangi polusi. Yang lebih ekstrim lagi, kita dapat menciptakan nanoparticle yg seperti minyak bumi, dan kita tidak perlu lagi menambang PERTAMAX (minyak bumi)

Bahaya nano teknologi dalam dunia medis :

karena ukurannya yg super duper kecil, d khawatirkan partikel nano ini dengan mudah menembus lapisan antar Otak (the blood-brain barrier), membran yang menjaga otak dari bahan kimia berbahaya dalam aliran darah.Jadi sebelum kita menggunakan nano teknologi dengan particle yg sangaaaaaaaattt kecil, kita harus yakin bahwa partikel tersebut tidak akan meracuni kita.



well...itulah nano technology...

Semoga bermanfaat.. ^_^



~Norman