|
Nanoteknologi |
Nanoteknologi ?
Mungkin masih sedikit kurang familiar di kalangan masyarakat tetapi tahukah anda bahwa Nanoteknologi mempunyai banyak manfaat dan kegunaan,
Kebanyakan Nanoteknologi memanfaatkan pengaruh interface dan quantum
pada aplikasinya.sehingga Nano ini bersifat multifungsional, jika anda masih penasaran dengan manfaat teknologi Nano ini, dan jika anda bila anda juga masih ragu-ragu akan manfaat teknologi ini alangkah baiknya kita mengenal manfaat-manfaat Nano teknologi seperti yang dibawah ini :
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.