NANOTEKNOLOGI DAN ENERGI
(Laporan Tutorial Sains Dasar Kimia)
Oleh
Hanifah Atiya Budianto
1417051063
Tanggal Tutorial : 17 Desember 2014
Nama Tutor : Deborah Jovita
JURUSAN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
2014
I.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Teknologi
bukanlah sesuatu hal yang baru dalam kehidupan masyarakat dunia. Bahkan,
teknologi sudah menjadi hal yang sangat vital untuk kelangsungan hidup manusia.
Perkembangan teknologi di berbagai bidang sangat memudahkan untuk melakukan
berbagai hal dan memberikan banyak keuntungan. Hal inilah yang menyebabkan
eksplorasi dan pengembangan di bidang teknologi sedang menjadi pusat perhatian
dunia.
Perkembangan
zaman yang sangat pesat menghasilkan teknologi yang semakin tinggi pula dan
para ahli fisika, biologi, kimia dan lainnya berlomba-lomba untuk menciptakan
teknologi yang semakin tinggi, tepat guna dan bebas polusi. Dengan ditemukannya
teknologi nano tanpa disadari kita sudah berada didepan revolusi iptek yang
akan membawah dampak yang sangat berpengaruh dalam segala aspek kehidupan
manusia.
Nanoteknologi
memiliki wilayah dan dampak aplikasi yang luas mulai dari bidang material,
transportasi, ruang angkasa, kedokteran, lingkungan, IT sampai energi. Istilah nanoteknologi pertama kali dipopulerkan peneliti
Jepang Norio Taniguchi pada tahun 1974 lalu. Nanoteknologi adalah teknologi
yang mampu mengerjakan dengan ketepatan lebih kecil dari satu mikrometer.
Nanoteknologi
dapat mengubah suatu bahan atau material yang tidak berguna dengan menyusun kembali
susunan unsusr-unsurnya. Mengingat dasyatnya dampak yang akan dihasilkan oleh
teknologi nan pada masa mendatang maka perlu untuk dibahas apa sebenarnya
nanoteknologi, apa kelebihan dibandingkan teknologi konvensianal, bagaimanana
penerapannya dan bagaimana prospeknya untuk masa depan.
1.2.
Tujuan
Untuk mengetahui apa
sebenarnya nano teknologi, perkembangan yang ada, juga agar dapat mempersiapkan
diri pada revolusi iptek yang akan terjadi.
II.
HASIL
DISKUSI
2.1. Apa yang dimaksud Nanoteknologi dan
jelaskan.
Pertama kali konsep nanoteknologi
diperkenalkan oleh Richard Feynman pada sebuah pidato ilmiah yang
diselenggarakan oleh American PhysicalSociety di Caltech (California Institute
of Technology). Ilmuwan yang terkenal dalam
konsep nanoteknologi adalah K.E. Drexler. Drexler mengembangkan nanoteknologi
molekular dengan meniru apa yang terjadi pada sel. Hukum ini selanjutnya
disebut Drexlerian Nanoteknologi dengan idenya yang disebut assembler.
Nanoteknologi
adalah sebuah cabang ilmu yang berfokus pada materi-materi pada ukuran antara 1
hingga 100 nanometer (1 nm = 10 -9 meter ). Pada dasarnya, nanoteknologi adalah
perluasan ilmu-ilmu yang ada ke skala nano. Salah satu aspek skala nano yang
terpenting adalah bahwa semakin benda menjadi kecil, semakin besar nisbahnya
antara luas permukaan dengan volume. Sedikit saja susunan struktur atomnya diubah, karakteristik suatu benda
bisa berubah drastis. Inilah konsep utama dalam nanoteknologi.
Nanoteknologi adalah bidang yang sangat
multidisiplin, menggambar dari sejumlah bidang seperti fisika terapan, ilmu
material, antarmuka dan koloid sains, fisika perangkat, kimia supramolekul,
replikasi diri mesin dan robotika, teknik kimia, teknik mesin, rekayasa biologi,
dan listrik rekayasa. Penerapan nanoteknologi di bidang sains sangat dibutuhkan
sekali.
Seiring
berkembangnya pengetahuan nanoteknologi mengalami banyak perkembangan, yaitu Nanokomposit, Nanokristal, Nanopartikel,
Bahan Nanostruktur, Nanotubes, Nanokatalis, Nanofilter.
2.2. Perkembangan Nonoteknologi di Dunia
Nanoteknologi merupakan bidang
kajian ilmu dan rekayasa material dalam ukuran nanometer (nanomaterial). Penelitian di bidang iptek nano
telah menunjukkan terciptanya produk-produk baru dengan kinerja yang lebih
baik. Hal tersebut secara signifikan telah meningkatkan pertumbuhan dan
perkembangan industri dan ekonomi dunia.
Persaingan antar negara untuk bisa menjadi leader
dalam nanoteknologi pun semakin terasa. Sejak tahun 2001 sampai dengan 2013,
Amerika telah mengucurkan dana besar (17,9 milyar USD) untuk pengembangan
nanoteknologi melalui National Nanotechnology Initiative. Tahun 2014,
Presiden Obama juga telah menganggarkan dana sebesar 1,7 milyar USD. Hal ini
menunjukkan bahwa nanoteknologi telah menjadi program nasional di
Amerika. Negara-negara di Eropa (Inggris, Jerman, Perancis, Rusia) dan
Asia (Jepang, Korea Selatan, Taiwan, Cina, Israel) juga telah mengeluarkan
program serupa untuk mengakselerasi riset nanoteknologi di negaranya.
Nanoteknologi diyakini oleh dunia Internasional
dapat memberikan solusi tepat terhadap permasalahan global
yang dihadapi umat manusia seperti masalah Pangan, Energi, Air, dan Lingkungan.
Nanoteknologi diyakini dapat menjadi jembatan mencapai target-target yang
tercantum dalam Millenium Development Goals (MDGs) yang harus menampakkan hasil
pada tahun 2015.
Untuk menggapai harapan-harapan
tersebut, negara-negara di dunia telah meluncurkan program nasionalnya dalam rangka memfokuskan sumber daya
mereka untuk pengembangan dan pemaanfaatan nanoteknologi dengan satu harapan
peningkatan kesejahteraan dan daya saing negara mereka.
Pemerintah Amerika
Serikat dan Uni Eropa berusaha menjadi yang terdepan dalam penelitian potensi
dan aplikasi ilmu dan teknologi nano serta dampaknya terhadap masyarakat dan
lingkungan. Untuk menjaga kepentingan politik, ekonomi dan teknologi mereka di
abad globalisasi ini dan menjadi tempat terbaik bagi para ilmuwan untuk
melaksanakan penelitiannya, mereka terlibat aktif menjalin kerjasama
internasional. Sebagai indikator keberhasilan strategi mereka, program
pendanaan penelitian dilakukan secara komprehensif (penelitian dasar,
penelitian aplikatif, teknologi) dan berkelanjutan. Beberapa keluaran yang
diharapkan dari kegiatan penelitian adalah publikasi ilmiah, pengajuan hak
paten, dan pendirian perusahaan “start up”. Program penelitian teknologi nano
meliputi kesehatan, elektronik, kimia, keamanan industri dan obat inovatif.
Pada tahun 2006,
Komisi Eropa melakukan analisa berbasis indikator pada aspek pengembangan
ekonomi teknologi nano. Bidang penelitian yang dilakukan antara lain aplikasi
struktur; proses, penyimpanan, transmisi informasi; teknologi bio; aplikasi
kimia, aplikasi sensor, riset jangka panjang dengan aplikasi generik dan
instrumen serta peralatan. Salah satu maksud dari analisa tersebut adalah
memberikan informasi tentang kontribusi teknologi nano terhadap tujuan-tujuan
ekonomi dan sosial Uni Eropa yaitu kompetitif, pertumbuhan ekonomi dan lapangan
kerja. Untuk dana penelitian oleh industri, Eropa berada di belakang Amerika Serikat
dan Jepang. Wilayah pemasaran produk nano didominasi oleh Asia dan Pasifik,
Amerika Serikat dan Eropa (Trenggono, 2009).
2.3. Aplikasi Nanoteknologi dalam berbagai bidang
Berikut ini aplikasi atau pemanfaatan Nanoteknologi dalam
berbagai bidang:
1.
Bidang Biologi: pengembangan ilmu
genetika (rekayasa genetika), terapi pengobatan, alat-alat analisis, membunuh
hama dan meningkatkan unsur hara.
2.
Bidang Energi: logam platina meruah yang dikenal
sebagai material inert, Photovoltaics, Reduksi fotokatalitik, Fotokonversi,
Sel Bahan, Baterai dan kapasitor super, Penyimpan hidrogen, Kabel daya (superconductors
atau quantum conductors), Nanoelectronics, Robot berbasis nanoelectronics,
Material super kuat dan ringan, Proses termokimia, Lampu nanotech, Pelapis
nanomaterial, solar
cell.
3.
Bidang Fisika: baterai dengan kapasitas
super, pesawat luar angkasa, optik, unsur dalam roket yang menggunakan unsur
nano dan juga dalam penggunaan satelit.
4.
Bidang Industri: pesawat ruang angkasa dari bahan
komposit yang sangat ringan tetapi memiliki kekuatan seperti baja. mobil yang
beratnya hanya 50 kilogram. Mantel hangat yang sangat tipis dan ringan, rekayasa material seperti komposit, polimer, keramik,
supermagnet, cat nanopartikel untuk
kendaraan, pigmen nano, tinta nano, teknis refraksi indeks.
Nutrasetikal, fungisida, katalis pemroses makanan, sensor analis keamanan
pangan, Pelapis nano yang dapat dimakan
yang dapat digunakan pada daging, keju, buah dan sayuran, permen, produk roti
dan makanan cepat saji. Pengembangan kemasan pangan menjadi lebih ringan, sifat mekanis dan
termal yang lebih kuat, melepaskan bahan kimia yang memungkinkan seperti
antimikroba, antioksidan, rasa, aroma, atau fragance, atau neutraceutical dalam
skala nano kedalam makanan atau minuman untuk meningkatkan rasa atau aromanya
dan memperpanjang masa simpan produk yang dikemas dengan meningkatkan fungsi
hambatan (barrier) kemasan
pangan untuk mereduksi pertukaran gas
dan kelembapan walaupun kemasannya sudah dibuka., serta paparan sinar uv,
5.
Bidang Kimia: katalis, pelapis,
penyangga, nano membran, nano silica, nano tube, sel bahan bakar, industri
obat-obatan, ukuran nano akan meningkatkan sifat kelarutan obat.
6.
Bidang Luar Angkasa: Carbon Nano-Tube (CNT).
7.
Bidang Matematika: kuantum mengirim
data, chip yang mungil untuk menyimpan data dengan kapasitas tinggi.
8.
Bidang Teknologi Informasi: kuantum yang mampu
mengirimkan data dengan kecepatan sangat tinggi, Superkomputer di masa depan
tersusun dari Chip, meningkatkan kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan
bertambahnya fungsi telepon genggam, Computer kuantum.
9.
Bidang Teknologi Tahan Gempa: Nanoteknologi jadikan
beton kokoh dan tahan gempa. Konstruksi bangunan menjadi dua kali lebih kokoh,
tahan gempa, kedap air laut dengan ditemukannya bahan konstruksi nanosilika,
suatu jenis mineral yang melimpah ruah di Indonesia dan diolah melalui
teknologi nano. Dengan mencampur beton dengan 10 persen bahan nano-silica,
kekuatan bertambah menjadi dua kali lipatnya.
10. Elektronika: chips, prosesor
komputer, memori komputer akan dirancang menggunakan nanodot (titik nano)
berbasis nikel. Sensor dengan sensivitas yang tinggi, sensor kimia, magnet
berkualitas tinggi, laser kuantum, Sensor pengamatan polusi(gas), katalis
lingkungan, penangkap polutan, penanganan air limbah.
11.
Kesehatan: alat-alat bedah, kandungan
kalsium dalam susu, memproduksi robot-robot mungil yang bisa berkeliaran dalam
tubuh kita untuk membunuh virus-virus yang menyebabkan penyakit dan
membersihkan saluran darah yang tersumbat, sistem perjalanan obat dalam tubuh
manusia, mesin nano
yang disuntikan ke dalam tubuh guna memperbaiki jaringan atau organ tubuh yang
rusak, terapi
kanker, biomarker, pengantar obat, pencitraan (MRI, IR), antibakteri, pelepasan
obat yang terkontrol, proteksi UV Dalam kosmetik adanya sabun yang
transparan yang disebut sunscreen transparan. Nanomaterial anti refleksi sebagai bahan optis seperti
kaca atau kacamata.
12. Militer: penginderaan malam hari
(night vision) pada lempeng microchannel (microchannel plate-MCP)
(Zuhal,2010).
2.4. Kekurangan dan Kelebihan Nanoteknologi
Kekurangan
Nanoteknologi diantaranya masih adanya radiasi yang ditimbulkan
saaat penggunaan nanoteknologi dalam bidang energi. oleh sebab itu
nanoteknologi belum diproduksi secara massal, memungkinkan dapat hilangnya
pekerjaan bidang pertanian dan industri tradisional, menurunnya harga minyak
bumi, memerlukan biaya yang banyak, bukan tidak
mungkin teknologi ini dipakai untuk tujuan tidak baik contohnya pembuatan bom
yang dirancang sedemikian rupa dengan ukuran superkecil dengan kemampuan daya
ledak yang besar. Dalam bidang kesehatan, robot nano
yang dimasukkan ke dalam tubuh untuk mengahancurkan sel kanker justru masuk ke dalam DNA tubuh, sehingga
mengakibatkan hal-hal yang tidak diinginkan seperti mutasi gen atau semacamnya.
Kelebihan
Nanoteknologi diantarannya semakin benda menjadi kecil,
semakin besar nisbahnya antara luas permukaan dengan volume. Fenomena ini telah
memungkinkan penciptaan bahan-bahan yang menarik serta penggunaan-penggunaan
yang baru. dampak aplikasi yang luas mulai dari bidang material maju,
transportasi, ruang angkasa, kedokteran,
lingkungan, IT sampai energi.
2.5. Peluang dan Potensi Nanoteknologi di Indonesia
Di Indonesia, teknologi nano sendiri baru berkembang
sekitar 1995. Pengembangan nanoteknologi di Indonesia tidak kalah
gaungnya. Diakui bersama bahwa Indonesia memiliki sumber daya alam baik berupa berbagai mineral alam sebagai bahan baku pembuatan produk (nanomaterial)
dan sumber energi serta keragaman
hayati flora dan fauna dalam jumlah yang luar biasa. Sejak
didirikannya Masyarakat Nano Indonesia (MNI) tahun 2005, penelitian dan
pengembangan (litbang) nanoteknologi kian gencar dilakukan oleh
peneliti/perekayasa baik di lembaga riset maupun universitas. Dukungan
pemerintah mengalir dengan dikeluarkannya Roadmap Pengembangan Industri
Berbasis Nanoteknologi oleh Kementerian Perindustrian (Kemenperin) tahun 2008.
Bidang material maju yang mayoritas berbasis nanoteknologi juga menjadi salah
satu bidang fokus dalam Agenda Riset Nasional (ARN) Kementerian Riset dan
Teknologi (Kemenristek). Hasil survei terhadap industri juga menunjukkan bahwa
20.3% industri di Indonesia sudah menerapkan nanoteknologi, meskipun hampir 89%
bahan bakunya masih impor. Kondisi di atas menunjukkan bahwa Indonesia
memiliki peluang dan potensi baik secara sumber daya manusia maupun stackholder
untuk melakukan pengembangan nanoteknologi untuk mengatasi permasalahan di
masyarakat (Anonim, 2007).
Namun demikian perkembangan nanoteknologi khususnya
di Indonesia sampai saat ini masih sangat tertinggal dibandingkan dengan
negara-negara maju. Salah satu faktor yang menyebabkan
permasalahan ini adalah kurangnya pengetahuan mengenai nanoteknologi beserta
aplikasinya di kalangan masyarakat. Padahal kalau dilihat dari aplikasi nano
teknologi sedemikian luasnya akan memberikan peluang kepada kita untuk
mengembangkannya di semua bidang kehidupan.
Indonesia memilki sumber daya alam (SDA) melimpah
dan sumber daya manusia (SDM) yang cukup besar, namun pemanfaatan potensinya
belum tersentuh iptek nano secara menyeluruh dan terpadu. Penguasaan iptek nano
memberikan peluang untuk meningkatkan nilai tambah SDA dan SDM
Indonesia,sehingga menjadi bangsa yang mandiri, berdaya saing tinggi dan
sejahtera.
Pemanfaatan sumber daya alam
tersebut baru berupa eksploitasi dengan kuantitas yang besar dan belum banyak
diolah sehingga masih bernilai sangat rendah (misalkan mineral pasir
besi, Kuarsa, tembaga, emas dll). Dilain sisi, letak geografis dan jumlah
penduduk yang sangat besar, menjadikan Indonesia menjadi pasar perekonomian
yang menjanjikan. Oleh karena itu, pengembangan nanoteknologi harus dapat
diarahkan untuk mengelola dan memberikan penambahan nilai secara signifikan
bagi sumber daya alam Indonesia sehingga meningkatkan daya saing bangsa. Arah
pengembangan nanoteknologi ini kelak akan menjadi back bone pembangunan
nasional kita.
Beberapa fokus pengembangan
nanoteknologi yang perlu dilakukan berdasarkan potensi yang dimiliki adalah:
pemanfaatan nanoteknologi untuk pembuatan nanomaterial yang ditargetkan untuk
pensuplai bahan baku produk nano untuk aplikasi di bidang TI, transportasi,
elektronik, dll., pemanfaatan nano-bioteknologi yang ditargetkan untuk
peningkatan hasil pangan dan pertanian, pemanfaatan nanoteknologi di bidang
farmasi dan kesehatan yang ditargetkan untuk peningkatan kualitas obat Indonesia,
dan pemanfaatan nanoteknologi untuk pemenuhan dan konservasi energi nasional.
Penelitian dan pengembangan
nanoteknologi di Indonesia sudah dimulai di beberapa lembaga riset (LIPI,
BATAN, BPPT, LAPAN, MRC, dll) atau universitas (ITB, UI, ITS, Unand, UGM, dll).
Oleh karena itu, perhatian dan intensitas penelitian nanoteknologi di Indonesia
harus segera ditingkatkan, mengingat negara-negara lain juga belum lama
merintisnya dan peluang serta potensi yang sangat besar yang dimiliki
Indonesia. Kehilangan momen hanya menempatkan bangsa Indonesia di papan bawah
persaingan dunia di masa mendatang. Untuk mengusung isu nanoteknologi ini
diperlukan kerjasama yang erat dari semua kalangan baik industri, pemerintah,
dan akademisi. Prospek nanoteknologi akan semakin cerah jika kolaborasi
tersebut berjalan harmonis. Berawal dari ini, permasalahan bangsa diharapkan
dapat terselesaikan sekaligus meningkatkan derajat bangsa di percaturan
Internasional (Rochman, 2007).
III.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil diskusi yang telah dilakukan
dapat disimpulkan beberapa pernyataan yaitu sebgai berikut :
1.
Nanoteknologi merupakan ilmu dan
rekayasa dalam penciptaan material, struktur fungsional, maupun piranti dalam
sekala nanometer.
2.
Konsep utama dalam nanoteknologi adalah sedikit saja susunan struktur atomnya diubah,
karakteristik suatu benda bisa berubah drastis.
3.
Manfaat
nanoteknologi sudah di aplikasikan ke seluruh
bidang di dunia yang memepermudah perkerjaan manusia, sangat banyak di berbagai bidang seperti bidang
kesehatan, industri, luar angkasa, teknologi informasi, dan kosmetik.
4.
Meskipun
nanoteknologi memiliki banyak manfaat namun nanoteknologi juga memberi dampak
negatif seperti pembuatan bom yang
dirancang sedemikian rupa dengan ukuran superkecil dengan kemampuan daya ledak
yang besar dan lain sebagainya.
5. Indonesia
dengan sumber daya alam yang melimpah dan beraneka ragam dapat menjadi pemasok
bahan baku nanopartikel.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim.
2007. Indonesia Potensial Material Nano.
http://www.antaranews.com.
Diakses pada tanggal 22 Desember 2014 pukul 23.39.
Challoner,Jack.2003.
Jendela Iptek Energi. PT. Balai Pustaka. Jakarta.
Rochman, Nurul Taufiqu. 2007. Prospek Nanoteknologi di Tanah Air.Pusat Penelitian Fisika-LIPI.Pati.
Trenggono, Adhitya. 2009. Ilmu Dan Teknologi Nano untuk Pembangunan Indonesia. http://Ppimarseille.Files.Wordpress.Com.
Diakses Pada Tanggal 20 Desember 2014 Pukul 22.54.
Winarno, F.G dan Fernandez, I.E. 2010. Nanoteknologi bagi Industri Pangan dan Kemasan.
M-BRIO PRESS. Bogor.
Yohanes, Surya. 2004. Nano Teknologi :Teknologi
Terkini Menyambut Masa Depan. PT. Bina Sumber Daya MIPA. Jakarta.
Zuhal. 2010. Knowledge
and Innovation Plat Form Kekuatan Daya
Saing. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Komentar