NanoBlog

A blog about nanotech

Manfaat Nanoteknologi

Nanoteknologi sudah menjadi ikon baru di bidang IPTEKS saat ini. Tetapi tahukah kita manfaat nanoteknologi yang bisa diaplikasikan dalam kehidupan kita sehari-hari ?

Menyambung tulisan saya yang terdahulu, kebanyakan nanoteknologi memanfaatkan pengaruh interface dan quantum pada aplikasinya. Aplikasi yang memanfaatkan sifat-sifat ini adalah:

1. Efek Interface/antarmuka

a.    Efek Lotus.
Lotus adalah tanaman yang daunnya mempunyai daya tolak yang tinggi terhadap air dan minyak. Permukaan daunnya mengandung gabungan antaran crystal lilin dengan kekasaran mikro dan nano. Gabungan struktur dan kimia ini menyebabkan permukaan daun lotus mempunyai properti yang unik. Larutan yang sangat lengket maupun yang sangat viskos tetap tidak menempel pada permukaan daun. Nanoteknologi dapat digunakan untuk meniru efek ini sehingga bisa digunakan untuk keperluan teknologi.

b.    Mudah untuk di bersihkan.
Masalah kontaminasi permukaan adalah penyebaran ketika berhadapan pada permukaan yang mempunyai energy yang tinggi seperti gelas dan metal yang mempunyai tendensi untuk menyerap molekul lain. Strategi yang umum digunakan adalah dengan mengurangi energy bebas permukaan tanpa mempengaruhi property material nya. Secara umum tingkat repelancy air dan oli meningkat pada saat sudut kontak air diatas 100o. Fenomena ini bisa ditemui pada Teflon dimana air tidak bisa terikat pada permukaannya. Pendekatan baru adalah dengan menggunakan nanokomposit organic/inorganic yang mempunyai property seperti Teflon.

c.    Anti-Graffiti.
Masalah utama pada plaster, batu bata dan beton adalah kekuatan penyerapannya yang merupakan media yang sangat bagus untuk graffiti. Metode umum yang digunakan untuk memecahkan masalah ini adalah dengan menggunakan poly-urethane coating yang memberikan perlindungan permanen dan menghentikan cat dari permeasi kedalam beton. Ini dapat mengandung dua komponen yang bereaksi setelah penggunaan langsung pada dinding. Segala macam graffiti yang menempel pada permukaan coating akan dapat dihilangkan dengan mudah. Tetapi masih sedikit tentang nano yang digunakan untuk ini.

d.    Anti microbial coating.
Untuk melawan bakteri dan microbial lainnya, bahan kimia tertentu biasa digunakan. Ada dua pendekatan yang bisa digunakan untuk sanitasi permukaan yaitu pertama dengan menggunakan aktivitas fotokatalitik titanium oksida atau yang kedua dengan menggunakan toksifitas metal kation tertentu seperti perak. Perak telah lama diketahui sebagai anti microbial dengan cara melepaskan ion perak yang akan diambil oleh mikroba dan memberikan efek toksik. Pendekatan modern yaitu dengan mendispersikan perak pada ultra lembut nanopartikel. Peningkatan yang pesat pada luas permukaan akan menambah kemampuan sanitasi perak.

e.    Anti-fingerprint.
Permukaan metal seperti stainless steel akan mudah ternodai dengan sentuhan dari jari tangan sehingga akan mengurangi tingkat reflektansi material karena adanya lemak dari kulit. Meskipun pengaruh deposisi sidik jari tidak dapat dihindari, tetapi pelapisan dengan anti-fingerprint akan mengurangi tingkat penampakannya dengan mengkamuflasekannya. Refraktive index dari lapisan pelindung akan cocok dengan lemak. Sehingga anti fingerprint coating akan tampak lebih gelap bila tanpa coating.

f.    Anti-fog.
Membawa permukaan dingin ke lingkungan yang hangat akan menyebabkan terjadinya fogging. Pengaruh ini tak dapat dihindari meskipun permukaan telah dipanasi. Ini karena terbentuknya droplet yang sangat kecil pada permukaan cermin yang menyebabkan permukaan cermin menghamburkan cahaya dan bayangan. Suoerhidrophylic coating dapat mencegah terbentuknya droplet pada permukaan. Droplet akan bergabung membentuk lapisan tipis sehingga tidak mempengaruhi tingkat reflektansinya. Coating TiO2 adalah super hydrophilic pada saat terekspos pada cahaya UV yang cukup.

g.    Corrosion protection.
Baja pada manufaktur otomotif secara umum di heat treated pada temperature yang sangat tinggi. Hal ini akan menyebabkan baja terkorosi. Untuk memcegah korosi ini, coating dengan nanopartikel bisa dilakukan.

h.    Wear and tear protection.
Reduksi wear dan tear pada permukaan dengan kontak mekanik dapat dilakukan dengan mengurangi kontak atau memperkuat permukaan dengan coating. Koefisien friksi dapat dikurangi dengan pelapisan diamond like carbon coating.

i.    Scratch resistance.
Nanoparticles keras seperti silicon dioksida dapat digunakan untuk membuat permukaan anti gesek. Sebagai contoh mereka dapat dicampur dengan matrix organic untuk meningkatkan anti gesek pernis.

j.    Diffusion barrier.
Digunakan pada PET botol untuk menyimpan bir sehingga memperpanjang masa kadaluarsanya. Permeabilitas oksigen yang tinggi akan menyebabkan masa kadaluarsa yang pendek.

k.    Tensile strength / impact strength
Penambahan nanoparticles akan meningkatkan kekuatan tarik dan impact nya. Hal ini dapat dilihat pada penambahan karbon nanotube.

l.    Flame retardancy.
Nanoadditive dapat berfungsi sebagai flame retardancy pada polymer sehingga bisa menambah fungsi dari flame retardants.

m.    Konstruksi yang ringan.
Dengan mengurangi berat tetapi menambah kekuatan mekanisnya adalah tujuan yang umum untuk membuat material baru. Pada tataran ini, alloy nano merupakan material yang menjanjikan. Cara lain adalah dengan menambahkan carbon fiber pada polymer.

n.    Insulation.
Prinsip insulasi adalah berdasar pada porositas setinggi mungkin. Material harus mempunyai thermal conductivity yang rendah dan aliran bebas udara tidak diperkenankan. Semakin rendah densitasnya, semakin banyak udara yang masuk dan semakin bagus insulasinya. Dalam hal ini nanoporus memberikan properties yang superior. Silica aerogel adalah material yang mempunyai thermal konduktivity yang paling rendah dengan density yang kecil.

o.    Bond and disband of command
Pengeleman menjadi sangat penting pada proses produksi sekarang. Dengan menggunakan nanopartikel magnetic, proses pengeleman dapat dilakukan dengan memberikan medan elektromagnetik yang akan menyebabkan magnetic nanopartikel bergerak sehingga memberikan panas local yang berguna untuk pengeleman.

p.    Self-cleanig surfaces/photocatalitic surfaces.
Titani dapat digunakan untuk keperluan ini. Titania mempunyai 3 fase yang berbeda yaitu anatase, rutile dan brookite. Hanya dua material didepan yang biasa digunakan untuk aplikasi yang berbeda-beda. Anatase biasa digunakan untuk fotokatalis dan rutil digunakan untuk pigmen putih.

q.    UV protection.
TiO2 dan ZnO merupakan UV filter yang bagus.

r.    Sealing/dumping.
Memagnetkan fluida adalah sangat tidak mungkin, tetapi nanopartikel magnetic dapat didispersikan pada solvent menghasilkan suspensi magnetic.

s.    Dynamic viscosity/Thixotropy.
Nanopartikel dapat digunakan untuk mempengaruhi viskositas fluida. Digunakan untuk beberapa aplikasi seperti cat dimana viskositas yang lebih rendah diinginkan

2.    Quantum-mechanical effects.

a.    Tunneling effect.
Tunneling effect ternadi pada saat material yang sangat kecil mempenetrasi barrier dengan menggunakan forbidden energy state klasik. Quantum mekanikal effect ini berdasar pada fakta bahwa partikel seperti electron harus dianggap sebagai gelombang daripada partikel bulat yang sangat kecil. Dengan menggunakan effect tunneling, alingan listrik akan mengalir melalui barier isolasi tipis pada saat tegangan diaplikasikan. Effect ini digunakan pada flash memory.

b.    GMR and TMR effect.
Giant magneto resistance (GMR) adalah berdasar pada scattering dependansi spin electron melalui lapisan ferromagnetic. TMR sama dengan GMR tetapi TMR menggunakan lapsan spacer sangan tipis non kondukting.

c.    Flourencensce nanoparticles.
Warna adalah pengaruh dari pewarna. Tetapi nanopartikel bisa memberikan warna yang lain. Emas nanopartikel membuat warna kemerah2an. Warna dari nanoparticles sangat stabil sehingga terhindar dari pelunturan. Semikonduktor tertentu dapat memberikan warna dari biru sampai kemerah2an yang dinamakan quantum dots.

About these ads

October 9, 2008 - Posted by | Nano Education | , , , , , , , ,

9 Comments »

  1. waow…..
    menarik sekali artikelnya pak, boleh sharing tidak?
    saya lia mahasiswa kimia Ui sedang melakukan penelitian untuk membuat nanozeolite sebagai sensor Arsenik dengan menggunakan TEOS, aluminiumisopropoxide, TMAOH,NaOH dan H2O mula-mula terbentuk sistem sol, tapi kemudian sistem gelnya tidak terbentuk T_T. Apa karena sistem gel tersebut pada kondisi tersebut tidak terlihat? terimakasih bapak Agus. sukses terus

    Comment by lia | November 11, 2008 | Reply

  2. Terimakasih mbak Lia sudah mampir ke blog saya.
    Kemungkinan memang sistem gel pada kondisi eksperimen itu belum terbentuk. Coba divariasikan temperature reaksi dan konsentrasi reaktannya. Semoga berhasil dan sukses selalu untuk anda.

    Comment by aguspur | November 13, 2008 | Reply

  3. Terima kasih bapak Agus sarannya.Hal tersebut sudah dilakukan pada suhu 95C tapi masih belum berhasil T_T pak. Apakah kemungkinan tahap initial gel tersebut tidak dapat diamati ya? sebenarnya ingin dibuat nanozeolit pada T ruang. makasih pak :)

    Comment by lia | November 20, 2008 | Reply

  4. Kalau dicoba di temperature tinggi tidak berhasil, sudahkah mencoba dirubah konsentrasinya mbak?
    BTW, Semoga sukses selalu.

    Comment by aguspur | December 1, 2008 | Reply

  5. Terima kasih sarannya pak Agus, saya sudah mengukur nanozeolit yang telah disintesis pada temperatur ruang dengan TEM, tapi karena telat 22 hari dari waktu sintesis jadi ukuran partikelnya sekitar 180nm pak (seharusnya setelah 3 hari langsung dikarakterisasi)
    :->. Terus dikembangkan pak Blognya, pasti banyak orang-orang yang membutuhkan info tentang nanoteknologi, SEMANGAT PAK. Sekali lagi terima kasih untuk saran dan informasinya yang sangat berharga :->

    Comment by lia | December 15, 2008 | Reply

  6. Alhamdulillah kalo sudah berhasil sintesa-nya. Mudah-mudahan step berikutnya menjadi lebih mudah. Tetap semangat.

    Comment by aguspur | December 15, 2008 | Reply

  7. Saya senang sekali dengan blok bapak, saya pengen sekali mulai nekunin nano teknologi. Tapi saya ini sudah usia diatas 50 tahun masih s2 dengan ip pas-pasan sehingga sulit untuk menempuh pendidikan s3 seperti bapak. Saya sangat senang sekali kalau berhadapan dengan yang namanya matematika kristal,fisika material, fisika kwantum dsb. s2 saya dibidang instrumentasi dan kontrol, apa saran bapak agar saya bisa ikutberkecimpung didunia teknologi nano selevel bapak. trimakasih wassalamualaikum wr.wb

    Comment by akbar | February 11, 2009 | Reply

  8. Wa ‘Alaikum Salam Wr Wb.
    Terimakasih telah mampir di blog saya pak.
    Kalau bapak tertarik dengan nanoteknologi, saya kira cukuk diimplementasikan ke bidang yang sekarang sedang digeluti yaitu instrumen dan kontrol. Sebagai gambaran, saat ini pengembangan sensor dengan menggunakan nanowire (kawat nano) sangat intens. Dengan dimodifikasi ke skala nano, selektivitas dan sensitivitas sensor bisa semakin ditingkatkan. Demikian pak sedikit gambaran dari saya dan sukses selalu.
    Wasalammu ‘Alaikum Wr Wb.

    Comment by aguspur | February 15, 2009 | Reply

  9. semangat pagi pa
    saya seorang bisnisman dan tertarik untuk menjalani bisnis di bidang nano technology. kira2 ada saran pa ?thx

    Comment by surya | January 22, 2010 | Reply


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: