NANOSAINS
Nanosains adalah ilmu dan rekayasa dalam penciptaan material, struktur fungsional, maupun piranti dalam skala nanometer. Dalam terminologi ilmiah, nano berarti satu per satu milyar (0,000000001). Satu nanometer adalah seper seribu mikrometer, atau seper satu juta milimeter, atau seper satu milyar meter. Jika panjang pulau jawa dianggap satu meter, maka diameter sebuah kelereng kira-kira sama dengan 10 nanometer.
Yang dapat dikelompokkan dalam skala nanometer adalah ukuran yang lebih kecil dari 100 nm. Orang menyebut nanopartikel jika diameter partikel tersebut kurang dari 100 nanometer. Namun, riset nanosains tidak hanya terbatas pada nanopartikel, tetapi lebih luas ke material nanostruktur. Material nanostruktur adalah material yang tersusun atas bagian-bagian kecil, di mana tiap-tiap bagian berukuran kurang dari 100 nanometer, walaupun ukuran material secara keseluruhan cukup besar. tetapi dalam ukuran tersebut sifat bagian-bagian kecil harus tetap dipertahankan.
Memasuki tahun 2000, riset material skala nanometer memasuki babak paling progresif. Penemuan baru dalam bidang ini muncul hampir tiap minggu dan aplikasi-aplikasi baru mulai tampak dalam berbagai bidang, seperti:
- elektronik: pengembangan piranti (device) ukuran nanometer,
- energi: pembuatan sel surya yang lebih efisien,
- kimia: pengembangan katalis yang lebih efisien, baterai yang kualitasnya lebih baik,
- kedokteran: pengembangan peralatan baru pendeteksi sel kanker dengan partikel berukuran nanometer,
- kesehatan: pengembangan obat-obat dengan ukuran bulir beberapa nanometer sehingga dapat melarut dengan cepat dalam tubuh dan bereaksi lebih cepat, serta pengembangan obat pintar yang bisa mencari sel-sel tumor dalam tubuh dan langsung mematikan sel tersebut tanpa mengganggu sel-sel normal,
- lingkungan: penggunaan partikal skala nanometer untuk menghancurkan polutan organik di air dan udara,
dan sebagainya.
Mengapa reduksi ukuran material dalam skala nanometer menjadi begitu penting? Sifat-sifat material yang meliputi sifat-sifat fisis, kimiawi, maupun biologi berubah begitu dramatis ketika dimensi material masuk ke skala nanometer. Yang lebih menarik lagi adalah sifat-sifat tersebut ternyata bergantung ukuran, bentuk, kemurnian permukaan, maupun topologi material. Para ilmuwan percaya bahwa setiap sifat memiliki “skala panjang kritis”. Ketika dimensi material lebih kecil dari panjang tersebut maka sifat fisis fundamental mulai berubah. Sebagai gambaran, partikel tembaga yang memiliki diameter 6 nm memperlihatkan kekerasan lim kali lebih besar daripada tembaga ukuran besar. Keramik yang umumnya kita kenal mudah pecah dapat dibuat menjadi fleksibel jika ukuran bulir direduksi ke dalam orde nanometer. Cadmium selenida (CdSe) dapat menghasilkan warna yang berbeda-beda dengan hanya mengontrol ukuran partikel, seperti diilustrasikan pada gambar di bawah.
0 komentar:
Posting Komentar