Teknologi Nano
pengantar :
saya mengetahui tentang Nanotechnology ketika mencari bidang studi untuk Master, saya temukan di TU Delft, Belanda ada bidang studi baru yang merupakan gabungan kerjasama Departemen Teknik Elektro dan Departemen Fisika, jadi mahasiswa dapat mengambil Master in Nanotech dari Fisika atau Elektro.
Dibawah ini artikel yang diambil dari Majalah TIME tahun 2002, tentang Nanotechnology.
Dalam bukunya yang bejudul Engines of Creation, Eric Drexler berkhayal tentang sebuah masa depan dengan mesin-mesin yang lebih kecil dari sebutir debu yang membentuk apapun mulai dari kursi sampai dengan mesin roket, dibentuk dari atom demi atom oleh mesin tersebut, juga robot yang besarya hanya bisa dilihat dengan microskop yang dapat menyembuhkan sakit manusia, sel demi sel. Dia menyebutnya nano tecnology.
Enam belas tahun setelah buku tersebut diterbitkan, Sebuah Pakaian anti noda dan bola tenis tahan lama berhasil dibuat dengan Teknologi skala molekul yang populer dengan nama nanotechnology dan akan segera tersedia di pasaran.
Ada banyak lagi produk yang sedang dikembangkan dengan nanotechnology, namun untuk saat ini kebanyakan masih belum menguntungkan, karena masih dalam tahap Riset dan pengembangan, sehingga dibuthkan dana yang banyak untuk investasi, sementara penjualan belum berjalan, jadi masih merugikan.
Namun ada juga produk yang sudah dalam pengembangan atau sudah ada pasaran, seperti alat tangan yang dapat merasakan spora anthrax dan krim tangan yang dapat melindungi kita darinya.
Chip Komputer yang lebih cepat, lebih murah dan lebih dingin serta mampu menahan data meskipun power dimatikan.
Prof. Richard Smaley dari Universitas Rice, pemenang Nobel dibidang kimia mngatakan bahwa ini hanyalah permulaan dari apa yang dapat dilakukan oleh nanotechnology.
Nama nanotechnology diambil dari kata nanometer (nm) atau seper milyar meter, atau seper seratus ribu dari diameter rambut manusia. Dalam penggunaan umum, istilah tersebut mengacu pada larik dari mesin atau material baru yang mempunyai bagian kunci lebih kecil dari 100nm, dan juga untuk lat-alat baru, seperti Veeco Instruments’ mikrokop skala atom dan nanometrics’ alat inspeksi untuk pembuatan semiconductor, yang memungkinkan partikel yang sangat kecil dapat diobservasi dan dimanipulasi. Ini seperti dunia misteri dimana hukum fisika klasik akan menghasilkan seperti mekanika kuantum, dimana tenaga ikatan antar atom mengambil alih gaya gravitasi yang mengatur dunia besar.
Para ilmuwan telah berhasil memindahkan tahap eksplorasi menuju eksploitasi, sehingga diperkirakan akan ada banyak pemintaan pasar akan produk nanotechnology sampai trilyunan dollar pada 2015. Pemerintah Amrik bahkan sudah mengajukan 710 juta dollar untuk riset nanotech tahun 2003, meningkat 17% dari tahun sebelumnya, untuk pengembangan produk dari alat penyaring air sampai dengan seragam tentara yang dibuat dengan material pintar yang dapat melindungi dari perang kuman.
Demikian juga di Eropa dan Asia, sudah menginvestasikan dana 2 juta dollar untuk riset nanotech, beberapa investor seperti SAMSUNG, INTEL, DUPONT dll juga sudah secara tidak langsung mendanai riset pengembangan nanotech, meskipun masih banyak investor yang masih menunggu perkembangan.
Ahli Fisika Harris Goldberg yang mendirikan perusahaan InMat di New Jersey, secara rutin mengirimkan 55 galon cairan ramah lingkungan dalam yang mengandung lapisan tanah liat dengan ketebalan 1nm. Jika material ini digunakan untuk melapisi bagian dalam dari bola tenis, maka ia dapat memerangkap/menahan (trap) udara di dalam bola jauh lebih efektif daripada karet biasa, dan juga memperpanjang umur bola sampai berkai lipat. Bola tenis ini bahkan sudah ijual di US dan menjadi bola resmi piala DAVIS.
Pendapatan InMat akan mencapai 250ribu Dollar tahun 2002 dan Goldberg berecana melipat gandakan sampai dengan dua kali lipatnya tahun berikutnya terutama pada bisnis bola tennis.
Dia juga sedang meyakinkan perusahaan Ban untuk melapisi Ban nya dengan technologi nano-nya sehingga akan menghasilkan Ban yang dapat digunakan dengan nyaman dan lebih aman,lebih ringan dan menaikkan efisiensi bahan bakar mobil dari pada memakai karet konvensional (butyl rubber) yang sekarang digunakan. US Army juga sudah memesan sarung tangan yang dapat melindungi tentara dari bahan kimia.
Nanotex sebuah pabrik textil, di Greensboro, Noth Carolina sedang mengembangkan pakaian aktif yang dapat menghamburkan dan mengeringkan keringat. Dan tahun depannya akan meluncurkan produk kaos kaki, T-Shirt dan pakaian dalam yang bisa menyerap bau badan.
Rod MacGregor yang mejalankan NanoMuscle, perusahaan di California, yang membuat material alat yang bisa digunakan untuk bermacam mainan seperti boneka, alat ini dapat meberi bermacam ekspresi wajah pada boneka, karena alloy nitinol pada alat dapat membentuk bentuk yang berbeda-beda mengikuti fluktuasi suhu. Arus listrik akan menyebabkan serat nitinol pada alat memendek.mengikuti kontraksi dari alat seperti otot pada manusia.
Greg schergel dengan perusahannya yang bernama Nantero, sedang berusaha membut sebuah komputer yang tidak perlu lagi di booting ulang karenamenggunakan “Non Volatil Random Acces Memory (NRAM) yang bisa mengingat atau memertahankan data ” bagaimana menjalankan progam” meskipun power sudah dimatikan.
Teknologinya menggunakan larik 2nm untai atom karbon, yang disebut nanotubes yang dapat melewatkan elektron lebih cepat dari pada tembaga, dan 100 kali lebih kuat, seperti besi pada berat yang sama. Sepasang nanotubes dapat menyimpan data dengan menguncinya bersama-sama ketika arus melaluinya, dan tetep menahannya walaupun power sudah dimatikan dan kembali dihidupkan, sampai ada arus pencounter dikirimkan.
Dikatakan bahwa dalam tiga tahun ke depan sudah akan bisa dipasarkan NRAM yang bisa menyimpan 10 kali lebih banyak, lebih cepat dan lebih dingin (tidak cepat panas) dari pada memori dari silicon.
Nanotubes ini mempunyai masa depan yang cerah, kini berbagai laboratorium riset sedang menelitinya, periset Hewlett Packard diberitakan mengumumkan pembuatan rangkain dengan skala molekul yang lebih murah, dan menggunakan lebih sedikit konsumsi power dari pada chip silikon yang sekarag umum digunakan.
KESEHATAN
Pada bidang kesehatan, sebuah perusahaan bioteknologi sedang berusaha mengembangkan Fullerenes atau buckyball, sebuah benda berstruktur molekul dengan 60 atom karbon yang diharapkan suatu saat dapat mematkan virus HIV ataupun kanker. Periset yang lain sedang berusaha membuat alat berukuran nano sehingga dapat masuk ke dalm struktur sel penyakit dan menghentikan perkembangannya. Dr. James Baker, kepala Center of Biologic nanotechnology, Universitas michigan sedang berusaha mengembangkan molekul berskala nano yang disebut dendrimer dengan target sel kanker. Dia mengatakan kalau nanoteknologi telah memberi kesempatan membuat suatu alat yang bisa digunakan untuk mendiagnosa dan menangani penyakit termasuk kemampuan untuk mengeliminasi sel sebelum berkembang menjadi kanker.
Bersama rekanya Dr. Baker yang mendirikan NanoBio yang mendapat dana dari PENTAGON untuk mengembangkan krim yang apat memasuki dan membunuh mikroba penginfeksi dan semua jamur dari spora anthrax sampai virus flu. Versi militernya yang disebut NanoDefend, berbentuk cairan didesain untuk men-dekontaminasi pakaian dan permukaan yang mempunyai kontak dengan antrhax, ebola atau smallpox.
Sebuah perusahaan Farmasi berusaha membuat besar obat yang ada bisa diserap semaksimal mungkin oleh tubuh dengan membuatnya dalam ukuran yang secara maksimal dapat diserap oleh tubuh sehingga dapat bekerja lebih cepat dan efisien.
BAHAN BAKAR BERSIH LINGKUNGAN
Sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar dari fosil, orang lebih suka beralih ke bahan bakar hidrogen, yag bersih lingkungan, tapi meskipun melimpah di udara, hidrogen tidak banyak tersedia dalam bentuk yang bisa digunakan, juga mesin yang mengunakan hidrogen masih sangat langka, karena itu para periset Tokyo institue of Technology sedang berusaha mengembangkan cara untuk meng “crack” hidrogen, menggunakan saringan dari serat karbon tipis yang dicampuri dengan molekul senyawa nikel.
Saringan/Filter tersebut akan akan dapat membuat gas alam menjadi karbon dan hidrogen yang cukup murni untuk bisa digunakan sebagai bahan bakar.
Kesulitannya adalah pada harga dan suplai dari partikel platina sebagai katalisator dari proses. Platina tidak bisa digunakan secara efisien, karena besar partikel yang sekitar 10 nm dan kecenderungannya utuk menggumpal. Juga bila 10% mobil duniamenggunakan bahan bakar ini, maka pasokan platina tidak akan mencukupi. Sebuah perusahan milik headwater, Hydrocarbon Tehnology yang berbasis di Draper, Utah, memberitakan kalau mereka sudah menemukan cara membuat platina berskala nano yang tidak akan menggumpal dan memperlambat proses seperti platina biasa, sehingga diharapkan dapat membuat pembakaran stabil, efisien dan memperluas suplai platina.
Pemerintah RRC juga sudah menginvestasikan uangnya untuk membuat Pabrik coal-liqeufaction (pencairan batubara) yang menggunakan teknologi berbasis katalis berskala nano, yang akan dapat memperbaiki efisiensi pengubahan batubara dan mengurangi biaya.
Jika batubara ini dapat benar-benar diubah menjadi bahan bakar cair, maka negara-negara yang kaya batubara seperti RRC, USA dan Jerman dapat mengurangi ketergantungannya pada impor minyak. Pada waktu yang bersamaan, polusi hujan asam dapat dikurangi, karena batubar cair akan mengurangi penggunaan sulfur yang berbahaya.
Toyota, menggunakan teknologi nano utuk hal lain, sejak tahun 1980, mereka sudah berusaha mengembangkan material nanokomposit yang ringan, demikian juga General motor, meraka dikabarkan akan segera mengeluarkan nanokomposit dari laboratoium untuk diproduksi menjadi material kendaraan., meraka menggunakan advanced plastic pada bagian asists 2002 GMC safari dan Chevrolet astro van. Material baru tersebut lebih keras, lebih ringan dan lebih tidak rapuh pada suhu dingin, perbaikannya ada pada kekuatan/strenght dan pengurangan berat, sehingga dapat menghasikan penghematan bahan bakar, direncanakan selanjutnya GM akanmenggunakan material nanokomposit untuk membuat interior mobil dan bumper, dan pada akhirnya pada bagian struktur dari load-bearing seperi rangka mobil.
[September 2004]