“Nanoteknologi dan Manfaatnya bagi Manusia”

Oleh : Marselina Umasugi (@F13-Marselina)

Abstrak

Teknologi terus berkembang seiring dengan kompleksnya perangkat. Saat ini, diterima secara luas bahwa teknologi mikro, yang didefinisikan sebagai pengurangan lebih lanjut dalam ukuran interkoneksi dan komponen, dicapai dengan metode "top-down" konvensional. Kami sekarang telah beralih ke konsep dan pendekatan baru untuk fabrikasi dari elemen blok bangunan kecil sampai yang lebih besar, yang disebut nanoteknologi.

Nanoteknologi adalah teknologi fabrikasi bagian-bagian kecil yang diraih dengan metode bottom-up. Nanoteknologi telah dikembangkan di banyak bidang ilmu kehidupan, seperti kedokteran gigi. Presentasi ini memberikan beberapa contoh yang menggambarkan kemajuan dalam pertumbuhan teknologi, terutama dalam skala nano.

Dalam perkembangan nanoteknologi, kita juga prihatin dengan banyak hal tentang etika dan hukum fisika. Ekspansi dalam nanoteknologi menunjukkan bahwa banyak penelitian multidisiplin sedang dilakukan di area berskala nano. Dalam kedokteran gigi, salah satu contohnya adalah penelitian pada bahan gigi seperti jenis nanoleakage dalam penggunaan berbagai perekat dengan komposisi resin. Nanodiagnostik adalah nanoteknologi dalam diagnostik molekuler terapan. Semua bidang ini memiliki aplikasi di bidang diagnostik dan perangkat genggam yang ditangani.

Kata Kunci : Nanotechnology

Isi

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.

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. Pada dasarnya, 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 isi padu. 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). Umpamanya, bahan-bahan yang legap menjadi transparan (tembaga); bahan yang stabil menjadi bahan dapat bakar (aluminium); padat menjadi cair pada suhu kamar (emas); dan insulator 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. Perolehan-perolehan cemerlang dalam nanoteknologi telah menghasilkan alat-alat solek dan losion-loesen pelindung sinar matahari yang lebih baik, serta celana kedap air.

Teknologi-Nano 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).

Aplikasi Teknologi Nano

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

1.      Medis & Pengobatan

Molekul dalam skala nano yang bersifat multifungsi untuk mendeteksi kanker dan untuk penghantaran obat langsung ke sel target.

2.      Farmasi
Sebagian besar obat-obatan dan kosmetika yang beredar di pasaran saat ini bekerjanya kurang optimal disebabkan karena zat aktifnya :

1.      memiliki tingkat kelarutan yang rendah.

2.      membutuhkan lemak agar dapat larut.

3.      mudah teragregasi menjadi partikel besar

4.      tidak mudah diabsorpsi dan dicerna

3.      Kosmetik

Terobosan nanoteknologi dalam bidang kosmetika dan obat-obatan mampu menciptakan bahan kosmetika dan obat-obatan dengan efektivitas yang jauh lebih baik. Sebagai contoh adalah penggunaan liposom dalam formula obat dan kosmetika.

4.      Tekstil

Dengan nanopartikel tekstil dan pakaian akan menjadi mudah dibersihkan dan dengan penambahan silver pada kaos kaki akan membuat nya mempunyai pengaruh pada pengurangan bau kaki. Tetapi akhir-akhir ini para peneliti mengingatkan bahwa tidak semua produk kaos kali yang mengandung perak akan aman bagi lingkungan. Hal ini karena pada saat pencucian, pada produk yang kurang bagus, perak akan terikut ke air cucian. Hal ini bisa menyebabkan efek negatif pada biota air. Selain perak, TiO2 diguanakan juga pada UV cut. Contoh yang umum di pakai adalah pada payung.

5.      Produk perawatan.

TiO3 dan SiO2 digunakan sebagai UV cut sementara apatite digunakan pada pasta gigi. Perak digunakan pada plester untuk mencegah infeksi dan emas nanopartikel digunakan pada tes kehamilan.

6.      Olahraga

Nanopartikel digunakan untuk membuat peralatan olahraga menjadi lebih kuat, lebih baik dan berdaya guna tinggi. Contohnya pada raket merk Yonex yang menggunakan serat carbon.

Manfaat Nanoteknologi Dalam Kehidupan Manusia

·         Bidang Kesehatan

Dalam bidang kesehatan, melalui nanoteknologi dapat diciptakan "mesin nano" yang disuntikan ke dalam tubuh guna memperbaiki jaringan atau organ tubuh yang rusak. Penderita hipertensi, misalnya, kini tak perlu lagi disuntik atau mengonsumsi obat, cukup hanya disemprot saja ke bagian tubuh tertentu. Nanoteknologi mencakup pengembangan teknologi dalam skala nanometer, biasanya 0,1 sampai 100 nm (satu nanometer sama dengan seperseribu mikrometer atau sepersejuta milimeter). 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 merekayasa obat 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 bisa membuat pesawat ruang angkasa dari bahan komposit yang sangat ringan tetapi memiliki kekuatan seperti baja. Kita juga bisa memproduksi mobil yang beratnya hanya 50 kilogram. Industri fashion pun tidak ketinggalan. Mantel hangat yang sangat tipis dan ringan bisa menjadi tren di masa mendatang dengan bantuan nanoteknologi.

Perkembangan pesat ini akan mengubah wajah teknologi pada umumnya karena nanoteknologi merambah semua bidang ilmu. Tidak hanya bidang rekayasa material seperti komposit, polimer, keramik, supermagnet, dan lain-lain. Bidang-bidang seperti biologi (terutama genetika dan biologi molekul lainnya), kimia bahan dan rekayasa akan turut maju pesat. Misalnya, manusia akan mengecat mobil dengan cat nanopartikel yang mampu memantulkan panas sehingga kendaraan tetap sejuk walau diparkir di panas terik matahari. Atau, kawat tembaga akan sangat jarang digunakan (terutama dalam hardware computer) karena digantikan dengan konduktor nanokarbon yang lebih tinggi konduktivitasnya.

·         Bidang Luar Angkasa

Nanoteknologi juga sudah berhasil menyodorkan suatu material hebat yang sangat ringan, tetapi kekuatannya 100 kali lebih kuat dari baja! 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 karena beratnya sendiri. Hal berikut yang sangat dibutuhkan adalah 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 jadikan beton kokoh dan tahan gempa. Konstruksi bangunan menjadi dua kali lebih kokoh, tahan gempa, kedap air laut dengan ditemukannya bahan konstruksi nanosilika, suatu jenis mineral yang melimpah ruah di Indonesia dan diolah melalui teknologi nano.Dengan mencampur beton dengan 10 persen bahan nano-silica, kekuatan bertambah menjadi dua kali lipatnya.

·         Bidang Teknologi Informasi

Dunia informatika dan komputer/elektronik bisa menikmati adanya kuantum yang mampu mengirimkan data dengan kecepatan sangat tinggi. Superkomputer di masa depan tersusun dari chip yang sangat mungil, tetapi mampu menyimpan data jutaan kali lebih banyak dari komputer yang kita gunakan saat ini.

Begitu kecilnya superkomputer itu, kita mungkin hanya bisa melihatnya dengan menggunakan mikroskop cahaya/elektron. Peran 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.

Peran Teknologi Nano Dalam IT (Information Technology)

Peran 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 telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT.

Kontribusi teknologi nano pada pengembangan IT secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga.

1.      Penambahan kepadatan jumlah device

Gambaran mudahnya, bila ukuran satu buah transistor bisa 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.

2.      Memungkinkannya Aplikasi Efek Kuantum

3.      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 berbeda 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 peran teknologi nano. Bahkan dengan teknologi nano,intelejensi sensor buatan bisa dibuat dengan sensitifitas mendekati apa yang dimiliki manusia.

Kesimpulan

Teknologi-Nano adalah pembuatan dan penggunaan materi atau devais pada ukuran sangat kecil.  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.

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

Daftar Pustaka

Hidayat, Atep Afia dan M. Kholil. 2017. Kimia, Industri dan Teknologi Hijau.Jakarta: Pantona Media

Prasetyo, Febri. 2011. Nanoteknologi dan manfaatnya bagi manusia.   

http://carilahinspirasi.blogspot.co.id/2011/06/nanoteknologi-dan-manfaatnya-bagi.html