TUTORIAL SAINS DASAR KIMIA NANOTEKNOLOGI

NANO TEKNOLOGI DAN ENERGI

(Tutorial Sains Dasar)

Nama                          : Muhamad Irsan

NPM                           : 1517031096

Tanggal Tutorial        : 29 Oktober 2015-11-05

Nama Tutor                : Melli Novita Windiyani

JURUSAN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

2015

I.PENDAHULUAN

i.Latar Belakang

Perkembangan zaman yang sangat pesat menghasilkan teknologi yang semakin tinggi pula dan para ahli fisika, biologi, kimia dan lainnya berlomba-lomba untuk menciptakan teknologi yang semakin tinggi, tepat guna dan bebas polusi. Dengan ditemukannya teknologi nano tanpa disadari kita sudah berada didepan revolusi iptek yang akan membawah dampak yang sangat berpengaruh dalam segala aspek kehidupan manusia.

Nanoteknologi memiliki wilayah dan dampak aplikasi yang luas mulai dari bidang material, transportasi, ruang angkasa,  kedokteran, lingkungan, IT sampai energi. Istilah nanoteknologi pertama kali dipopulerkan peneliti Jepang Norio Taniguchi pada tahun 1974 lalu. Nanoteknologi adalah teknologi yang mampu mengerjakan dengan ketepatan lebih kecil dari satu mikrometer.

Nanoteknologi dapat mengubah suatu bahan atau material yang tidak berguna dengan menyusun kembali susunan unsusr-unsurnya. Mengingat dasyatnya dampak yang akan dihasilkan oleh teknologi nan pada masa mendatang maka perlu untuk dibahas apa sebenarnya nanoteknologi, apa kelebihan dibandingkan teknologi konvensianal, bagaimanana penerapannya dan bagaimana prospeknya untuk masa depan.

Teknologi bukanlah sesuatu hal yang baru dalam kehidupan masyarakat dunia. Bahkan, teknologi sudah menjadi hal yang sangat vital untuk kelangsungan hidup manusia. Perkembangan teknologi di berbagai bidang sangat memudahkan untuk melakukan berbagai hal dan memberikan banyak keuntungan. Hal inilah yang menyebabkan eksplorasi dan pengembangan di bidang teknologi sedang menjadi pusat perhatian dunia.

ii.Tinjauan Pustaka

Nanoteknologi adalah ilmu yang mempelajari objek dengan ukuran sangat kecil (sepersemiliar meter) dan melakukan rekayasa untuk menghasilkan produk baru dengan sifat khusus yang diinginkan. Salah satu contoh aplikasi nanoteknologi misalnya Carbon Nano-Tube (CNT) yang sangat ringan dan memiliki kekuatan 100 kali lebih kuat dari baja. Pengembangan nanoteknologi ini berdampak sangat besar bagi kehidupan sehingga banyak negara berlomba-lomba mengalokasikan dana untuk berinvestasi mengembangkan teknologi material berukuran kecil tersebut. Di Indonesia sendiri, produk kebutuhan masyarakat yang menggunakan nanoteknologi juga semakin banyak. Hasil penelitian dan riset nanoteknologi juga sudah mulai terasa karena industri mulai melirik teknologi ini untuk diaplikasikan.(anonim.2015).

Teknologi nano saat ini berada pada masa pertumbuhannya, dan tidak seorang pun yang dapat memprediksi secara akurat apa yang akan dihasilkan dari perkembangan penuh bidang ini di beberapa dekade kedepan. Meskipun demikian, para ilmuwan yakin bahwa teknologi nano akan membawa pengaruh yang penting di bidang medis dan kesehatan; produksi dan konservasi energi; kebersihan dan perlindungan lingkungan; elektronik, komputer dan sensor; dan keamanan dan pertahanan dunia.

Nanoteknologi sudak banyak digunakan dalam bidang sains, antara lain biomedis, elektronik, magnetik, optik, IT, ilmu material, komputer, tekstil, kosmetika, bahkan obat-obatan.(febri.2013).

Dengan memperhatikan Konsep yang berlaku dalam teknologi ini antara lain positional assembly dan self replication. Setiap molekul yang merupakan perwujudan suatu benda terdiri dari suatu kumpulan atom yang berbeda yaitu kelompok atom yang bermuatan positif (proton) dan yang bermuatan negatif (electron). Keduanya akan saling tarik-menarik. Atom yang memiliki keelektronegatifan paling besar akan tertarik oleh atom yang memiliki keelektronegatifan kecil. Jika kita mengubah masing-masing posisi tersebut dengan benar dan tepat maka atom tersebut dengan sendirinya saling tarik menarik, sehingga membentuk susunan baru seperti yang kita kehendaki. Self Replicant dapat kita lihat pada atom pada kulit manusia yang dapat memperbanyak dirinya sendiri disaat satu atom mengalami kerusakan, atom-atom yang disusun teknologi Nano diharapkan seperti keadaan kulit manusia sehingga dapat meminimkan biaya produksi yang nanti dibutuhkan khususnya dalam bidang kedokteran dan pertanian.(anonim.2011).

Nanoteknologi merupakan salah satu teknologi yang sedang berkembang di berbagai negara di dunia. Perkembangan teknologi nano atau nanoteknologi ini terletak pada ukurannya yang semakin mengecil hingga berukuran 10^-9 mikrometer atau 10^-3 mikrometer, lebih kecil dari ukuran bakteri yang hanya 1-100 mikrometer. Seperti yang sudah disinggung sebelumnya, nanoteknologi sedang berkembang. Beberapa perkembangannya adalah sebagai berikut:

1.Nanokomposit

2.Nanokristal

3.Nanopartikel

4.Nanostruktur
5.Nanotubes

6.Nanokatalis

7.Nanofilter.(kenny.2014).

II.HASIL DISKUSI

A.Sejarah dan Pengertian Nanoteknologi

Nanoteknologi Pertama kali diperkenalkan oleh Richard Feynman pada sebuah pidato ilmiah yang diselenggarakan oleh American Physical Society di Caltech (California Institute of Technology), 29 Desember 1959. dengan judul “There’s Plenty of Room at the Bottom”.

Richard Feynman adalah seorang ahli fisika dan pada tahun 1965 memenangkan hadiah Nobel dalam bidang fisika. Istilah nanoteknologi pertama kali diresmikan oleh Prof Norio Taniguchi dari Tokyo Science University tahun 1974 dalam makalahnya yang berjudul “On the Basic Concept of ‘Nano-Technology’,” Proc. Intl. Conf. Prod. Eng. Tokyo, Part II, Japan Society of Precision Engineering, 1974.“

Pada tahun 1980an definisi Nanoteknologi dieksplorasi lebih jauh lagi oleh  Dr. Eric Drexler melalui bukunya yang berjudul “Engines of Creation:  The coming Era of Nanotechnology”. Nano teknologi itu sendiri adalah pembuatan dan penggunaan materi atau devais pada ukuran sangat kecil. Materi atau devais ini berada pada ranah 1 hingga 100 nanometer (nm). Satu nm sama dengan satu-per-milyar meter (0.000000001 m), yang berarti 50.000 lebih kecil dari ukuran rambut manusia. Saintis menyebut ukuran pada ranah 1 hingga 100 nm ini sebagai skala nano (nanoscale), dan material yang berada pada ranah ini disebut sebagai kristal-nano (nanocrystals) atau material-nano (nanomaterials).

Nanoteknologi adalah manipulasi materi pada skala atomik dan skala molekular dengan diameter berkisar antara 62 pikometer (atom Helium) sampai 520 pikometer (atom Cesium). Sedangkan kombinasi dari beberapa atom membentuk molekul dengan kisaran ukuran nano. Nanoteknologi mengacu pada tujuan penggunaan teknologi untuk memanipulasi atom dan molekul untuk membuat produk berskala makro, singkatnya adalah memanipulasi materi dengan ukuran maksimum 100 nanometer.

Teknologi Nano adalah pembuatan dan penggunaan materi atau devais pada ukuran sangat kecil. Materi atau devais ini berada pada ranah 1 hingga 100 nanometer. Satu nanometer sama dengan satu per milyar meter (0,000000001 m). Yang berarti 50.000 lebih kecil dari ukuran rambut manusia. Para pakar sains menyebut ukuran pada ranah 1 hingga 100 nm ini sebagai skala nano (nanoscale), dan material yang berada pada ranah ini disebut sebagai kristal-nano (nanacrystals) material nano (nanomaterials). Skala nano terbilang unik karena tidak ada struktur padat yang dapat diperkecil. Hal unik lainnya adalah bahwa mekanisme dunia biologis dan fisis berlangsung pada skala 0,1 hingga 100 nm. Pada dimensi ini material menunjukkan sifat fisis yang berbeda, sehingga para ilmuwan berharap akan menemukan efek yang baru pada skala nano dan memberi terobosan bagi teknologi.

B.Aplikasi Nanoteknologi

Contoh pengaplikasian Nanoteknologi pada kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :

1)      Katalis pengubah pada kendaraan yang mereduksi polutan udara

2)      Devais pada komputer yang membaca - dari dan menulis - ke harddisk

3)      Beberapa pelindung dari sengatan terik matahari dan kosmetik yang secara transparan dapat menghalangi radiasi berbahaya dari matahari

4)      Pelapis khusus pakaian dan perlengkapan olahraga yang dapat meningkatkan kinerja dan performa atlet

5)      Dan masih banyak lainnya

Nanoteknologi banyak digunakan dalam beberapa bidang sains antara lain: di bidang biomedis, elektronik, komputer, optik, IT, ilmu material, komputer, tekstil, kosmetika, bahkan obat-obatan, dan lain-lain.

Pada bidang medis dan kesehatan contohnya produksi dan konservasi energi, kebersihan dan perlindungan lingkungan, elektronik, komputer dan sensor, serta keamanan dan pertahanan dunia.

Nanoteknologi pun saat ini telah mengaplikasikan kinerjanya dengan membuat material hebat yang kekuatannya 100 kali lebih kuat dari baja dan jauh lebih ringan yaitu; Carbon nano-Tube (CNT).

C.Kekurangan dan Kelebihan Nanoteknologi

Adapun secara umum kekurangan dan kelebihan dari Nanoteknologi adalah sebagai berikut :

1)      Kekurangan

ü  Hasil dari nanoteknologi itu sendiri mahal harganya

ü  Membutuhkan waktu yang lama dan beberapa kali penelitian untuk membuat material berukuran Nano

ü  Bahan yang diperlukan sulit untuk ditemukan

ü  Memiliki resiko bahaya yang cukup tinggi

2)      Kelebihan

ü  Nanoteknologi dapat merevolusi banyak produk elektronik, prosedur, dan aplikasi.

Contoh : kompor kuantum, plasma display.

ü  Dapat menyimpan energi lebih efektif dalam pernagkat yang lebih kecil dan lebih efisien mungkin dengan teknologi ini.

Contoh : Baterai

ü  Bahan-bahan yang dihasilkan nano lebih kuat, tahan lama, dan lebih ringan.

ü  Dapat membuat obat dengan penyembuhan lebih cepat dan tanpa efek samping.

Contoh : Kanker Diabetes

ü  Bisa dimanfaatkan ke semua bidang.

ü  Lebih kuat 100 kali dari baja.

Resiko dan bahaya yang tinggi pada Nanoteknologi itu maksudnya contoh pada bidang kesehatan, sifatnya bisa menyembuhkan penyakit, namun apabila penggunaanya salah, maka akibatnya akan lebih fatal dari penyakit yang sebelumnya.

Dimasa yang akan datang, apabila semua menggunakan Nanoteknologi dimana harga Nanoteknologi(hasil) pun mahal, maka untuk masyarakat yang ekenominya menengah ke bawah terdapat cara sendiri untuk mengatasi hal ini kedepannya. Salah satunya dengan cara, dari hasil Nanoteknologi tersebut diberi harga dengan cara bertahap. Jadi pemerintah sendiri akan menyeimbangkan harga itu dengan ekonomi masyarakatnya yang berjalan dengan alur hingga saat ini.

D.Dampak Positif dan Negatif Nanoteknologi

Adanya Nanoteknologi pastinya akan menimbulkan dampak bagi kehidupan manusia, adapun dampak positif dan negatif dari Nanoteknologi adalah sebagai berikut :

1)      Dampak Positif

ü  Dalam bidang kesehatan dapat diciptakan “mesin nano” yang disuntikkan ke dalam tubuh guna memperbaiki jaringan organ tubuh yang rusak.

ü  Dalam bidang industri dapat membuat pesawat ruang angkasa dari bahan komposit yang sangat ringan tetapi memiliki kekuatan seperti baja.

ü  Dalam bidang biologi kimia bahan-bahan rekayasa contohgnya manusia akan mengecat mobil dengan cat nanopartikel yang mampu memantulkan panas sehingga kendaraan tetap sejuk walaupun diparkir dibawah terik matahari.

ü  Dalam bidang luar angkasa,material CNT yang sangat ringan,tetapi 100 kali lebih kuat dari baja.

ü  Dalam bidang struktur pembangunan,beton kokoh danb tahan gempa konstruksi bangunan jadi 2 kali lebih kokoh,tahan gempa dan kedap air laut. Bahan ini disebut nano silika yang melimpah diindonesia.

ü  Dalam dunia informatika,dapat mengirimkan data dengan kecepatan tinggi. Super komputer dimasa depan tersusun dari chip yang sangat munyil tapi mampu menyimpan data jutaan kali lebih baik.

2)      dampak positif

ü  partikel-partikel nano ini dapat membahayakan tubuh manusia, karena partikel nano sangat kecil sehingga dapat masuk melalui sebuah membran sel (menyebabkan kematian sel) tanpa diketahui namun dapat membawa cukup besar materi asing diantara untaian DNA.

ü  Bahaya debu nano, kumpulan serat partikel berukuiran nanometer yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Partikel nano itu dapat berupa debu/terlarut dalam cairan. Debu ini dapat masuk hingga kesaluran pernapasan terbawah bahkan sampai kegelembung paru-paru. Debu ini memi9cu kanker maupun tumor.

ü  Memiliki permukaan luas yang merupakan sumber racun dari partikel-partikel kecil. Seperti pada karbon, hanya partikel atom yang ada dipermukaan yang dapat berinteraksi dengan dunia luar.

ü  radiasi yang sangat kuat.

E.Prospek Perkembangan Nanoteknologi Dimasa Depan

Nano teknologi akan mengalami perkembangan yang sangat pesat dikehidupan manusia, baik dalam biudang industri,bisnis,lingkungan,pendidikan dan riset.

1)      Carbon nano chip

Bahan yang sangat kuatdan ringan yang akan membuat revolusi kekuatan material nano chip mampu mempengaruhi industri luar angkasa, industri otomatis,misal:

-mobil yang dilapisi nano carbon akan lebih kuat dan tidak mudah penyok.

-baju/pakaian nano tidak perlu dicuci dengan air, cukup dikibas-kibaskan.

2)      Nano sensor

-untuk mengobati/mengatasi kanker

Obat dimasukkan kedalam nano robot keci, ditusukkan kedalam tubuh penderita kanker dan ketika sampai di sel kanker dia akan mengebom sel kanker hingga mati.

3)      Dapat meminimalisir bahan bakar minyak

Jika kendaraan menggunakan bahan bakar nano maka akan sangat enteng dan mengurangi penggunaan bahan bakar.

4)      Nano filter

Dapat menyaring debu berukuran 1 mikron, ukurannya sangat kecil.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.itb.ac.id/news/4773.xhtml 6 juni 2015.diakses pada 02-11-2015/04:00.

http://carilahinspirasi.blogspot.co.id/2011/06/nanoteknologi-dan-manfaatnya-bagi.html.diakses pada 02-11-2015/04:00.

https://worldbeautifuly.wordpress.com/2011/06/03/dampak-negatif-teknologi-nano/ diakses pada 02-11-2015/03:00.

http://www.kennylischer.com/2009/08/perkembangan-nanoteknologi.html.diakses pada 02-11-2015/04:00