aplikasi nano material dalam bidang kesehatan, lingkungan hidup dal elektronika

APLIKASI NANOMATERIAL

Ade Esa Nurasiah (208 700 622)

Jurusan Fisika Fakultas Sains Dan Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Bandung

2011

Nanomaterial adalah bidang ilmu material dengan pendekatan berbasis Nanoteknologi. Nanoteknologi adalah pembuatan dan penggunaan materi atau devais pada ukuran sangat kecil. Materi atau devais ini berukuran antara (1 – 100) nanometer. Satu nm sama dengan satu-per-milyar meter (0.000000001 m), yang berarti 50.000 lebih kecil dari ukuran rambut manusia. Ukuran (1 – 100) nm ini disebut juga dengan skala nano (nanoscale). Jadi, dapat disimpulkan bahwa nanomaterial itu adalah bahan atau material yg berukuran sangat kecil (skala nano) yaitu 1-100 nm.

Dengan nanoteknologi, material-material berukuran luas dan peningkatan produk bergantung pada perubahan dalam sifat fisik ketika ukuran fitur disusutkan. Nanopartikel misalnya mengambil keuntungan dari meningkatnya secara dramatis luas permukaan terhadap rasio volume. Sifat optik mereka, e.g. fluoresensi, menjadi fungsi dari diameter partikel. Ketika dibawa ke bahan massal, nanopartikel dapat sangat mempengaruhi sifat mekanik dari material, seperti kekakuan atau elastisitas. Sebagai contoh, polimer tradisional dapat diperkuat oleh nanopartikel menghasilkan bahan-bahan baru yang dapat digunakan sebagai pengganti logam ringan. Oleh karena itu, peningkatan keuntungan sosial nanopartikel tersebut dapat diharapkan. Setiap Nanotechnologically meningkatkan bahan akan memungkinkan pengurangan berat disertai dengan peningkatan stabilitas dan meningkatkan fungsionalitas. Ada banyak aplikasi teknologi nano, diantaranya sebagai berikut:

1. Kesehatan

Komunitas penelitian Biologis dan medis telah mengeksploitasi(memanfaatkan) sifat unik Nanomaterials untuk berbagai aplikasi (misalnya, kontras agen(contrast agent) untuk pencitraan sel dan terapi untuk mengobati kanker). Istilah-istilah seperti nanoteknologi biomedis, bionanotechnology, dan nanomedicine digunakan untuk menggambarkan bidang hibrida ini. Fungsionalitas dapat ditambahkan ke Nanomaterials dengan cara mencampuri mereka dengan molekul atau struktur biologis. Ukuran Nanomaterials ini mirip dengan sebagian besar molekul dan struktur biologis, sehingga Nanomaterials dapat bermanfaat bagi kedua in vivo dan in vitro penelitian biomedis dan aplikasi. Sejauh ini, integrasi Nanomaterials dengan biologi telah menyebabkan pengembangan perangkat diagnostik, kontras agen, alat-alat analisis, aplikasi terapi fisik, dan drug delivery vehicles.

Nanoteknologi-on-a-chip adalah satu lagi dimensi lab-on-a-chip technology. Magnetic nanopartikel, diikat ke antibodi yang sesuai, digunakan untuk label molekul spesifik, struktur atau mikroorganisme. Gold Nanopartikel ditagged dengan segmen DNA pendek dapat digunakan untuk mendeteksi urutan genetik dalam sampel. Pengkodean Multicolor optik untuk pengujian biologis telah dicapai odengan menanamkan titik kuantum ukuran-berbeda ke polimer microbeads. Teknologi Nanopore untuk analisis asam nukleat mengkonversi rangkaian nukleotida langsung ke telektronik signatures.

2. Lingkungan Hidup

Salahsatu aplikasi nanotecnologi dalam lingkunan hidup yaitu nanopiltration, pengaruh yang kuat nanochemistry pada pengolahan air limbah, pemurnian udara dan perangkat penyimpanan energi yang kita harapkan. Metode Mekanik atau kimia dapat digunakan untuk teknik penyaringan yang efektif. Satu kelas dari teknik penyaringan didasarkan pada penggunaan membran dengan ukuran lubang yang sesuai, dimana cairan ditekan melalui membran. Nanoporous membran yang cocok untuk filtrasi mekanis dengan pori-pori yang sangat kecil lebih kecil dari 10 nm ( "nanofiltration") dan mungkin terdiri dari nanotube. Nanofiltration terutama digunakan untuk menghilangkan ion atau pemisahan fluida yang berbeda. Pada skala yang lebih besar, teknik filtrasi membran bernama ultrafiltrasi, yang bekerja turun ke antara 10 dan 100 nm. Salah satu bidang yang penting ultrafiltrasi adalah aplikasi untuk keperluan medis seperti dapat ditemukan di ginjal dialisis. Nanopartikel magnetik menawarkan metode yang efektif dan dapat diandalkan untuk menghilangkan kontaminan logam berat dari air limbah dengan menggunakan teknik pemisahan magnetik. Menggunakan partikel nano meningkatkan efisiensi untuk menyerap kontaminan dan relatif murah dibandingkan dengan curah hujan tradisional dan metode filtrasi. Beberapa perangkat pengolahan air yang digabungkan dengan nanoteknologi sudah ada di pasar, dengan lebih banyak dalam pengembangan. Murahnya metode pemisahan membran nanostructured telah terbukti efektif dalam memproduksi air minum di suatu studi baru-baru ini.

3. Elektronika

proses produksi teknologi tinggi sekarang didasarkan pada strategi tradisional atas ke bawah, di mana nanoteknologi sudah diperkenalkan diam-diam. Skala panjang kritis sirkuit terpadu sudah pada skala nano (50 nm dan di bawah ini) mengenai panjang gerbang transistor di CPU atau perangkat DRAM.

Dan salah satu aplikasi dalam elektronika adalah sebagai Memori Storage. Desain memori elektronik di masa lalu sebagian besar bergantung pada pembentukan transistor. Namun, penelitian crossbar switch based electronics telah menawarkan alternatif menggunakan reconfigurable interconection antara pengkabelan array vertikal dan horisontal untuk menciptakan memori kerapatan sangat tinggi. Dua pemimpin di area ini yaitu Nantero yang telah mengembangkan karbon nanotube berbasis crossbar memory disebut Nano-memori RAM dan Hewlett-Packard yang telah mengusulkan penggunaan bahan Memristor sebagai pengganti masa depan memori Flash.