BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Dalam beberapa tahun terkahir, penelitian di bidang nanomaterial menjadi topik yang hangat untuk diperbincangkan. Berbagai macam produk yang terbuat dari materi ini seperti produk dibidang kesehatan, industry, peralatan elektronik yang menyebabkan dari pemerintah, pihak swasta, militer hingga para peneliti dari berbagai universitas ikut andil dalam proses penelitian nanomaterial ini. Materi yang sangat kecil ini memiliki potensi dalam bidang pengetahuan yang sangat luas.
B. RUMUSAN MASALAH
a. Apakah pengertian dari nano material? b. Apakah keunggulan nano material dibandingkan partikel-partikel partikel-part ikel yang lain? c. Apakah contoh dari aplikasi nano material saat ini? d. Apa dampak negative dari nano material bagi kesehatan manusia?
C. TUJUAN PENULISAN
a. Untuk mengetahui pengertian dari nano material. b. Untuk mengetahui keunggulan nano material dibandingkan partikel-partikel yang lain.
1|Page
c. Untuk mengetahui contoh dari aplikasi nano material saat ini. d. Untuk mengetahui dampak negative dari pengaplikasian nano material bagi kesehatan
manusia.
2|Page
BAB II PEMBAHASAN
A. Nanomaterial
Nanomaterial adalah partikel yang bisa berupa logam, polimer, keramik, dan komposit dengan ukuran1-100 nm.Dalam skala nano, biasanya sifat material dipengaruhi oleh hukum darifisik atom itu sendiri (dan tidak dipengaruhi oleh sifat molekul besar darimaterialnya,bulk phase). Untuk mengetahui ukuran nano itu seperti apa, bisadibuatsebuah perbandingan dimana sebagai contoh, sebuah single walled carbon nanotube yang memiliki diameter 1 nanometer Jika diperbesar 100.000 kali ukurannya hamper sama dengan sehelai rambut yang memiliki diameter 100 micrometer dan jika diperbesar 100.000 kali lagi besarnya sama dengan panjang rumah yang memiliki ukuran 10m. Diperlukan hingga 10
10
materi nano yang
dipasang secara sejajar untuk mendapatkan ukurannya sama dengan seutas tali yang panjangnya 10 m.
B. Keunggulan Nano Material
Karena ukurannya yang sangat kecil dari nanomaterial ini, maka menghasilkan ukuran kritis terhadap fenomena fisika. Sifat-sifat yang berubah pada nano partikel biasanya berkaitan dengan fenomena-fenomena berikut. 1. Fenomena kuantum sebagai akibat keterbatasan ruang gerak electron pembawa muatan lainnya dalam partikel. Fenomena ini berimbas pada beberapa sifat material seperti perubahan warna yang dipancarkan, transparansi, kekuatan mekanik, konduktifitas listrik dan magnetisasi.
3|Page
2. Perubahan rasio jumlah atom yang menempat permukaan terhadap jumlah atom yang menempati permukaan terhadap jumlah total atom. Fenomena ini berimbas pada perubahan titik didih, titik beku dan reaktifitas kimia. Perubahan-perubahan tersebut diharapkan dapat menjadi keunggulan nanopartikel jika dibandingkan dengan partikel sejenis dalam keadaan bulk.para peneliti percaya bahwa kita dapat mengontrol perubahan-perubahan tersebut kearah yang diinginkan (Rahma, Reza.,2008). Sebagai contoh, bisakita lihat pada proses penambahan 2% silica nanpartikel pada polimida damar, akan menyebabkan penambahan kekuatan damar sebesar 100%. Jika diperhatikan, jumlah 2% tidaklah terlalu banyak, namun ternayata mampu merubah karakteristik damar. Contoh lainnya, selain dapat merubah sifat mekanik seperti kekuatan dan kelenturan, Nanopartikel dapat meningkatkan titik didih suatu material, membuat suatu material menjadi tahan api yang sangat penting dalam bidang transportasi. Diaman pemilihan bahan untuk membuat alat transportasi sangatlah diperhitungkan ddemifaktor keselamatan. Selain itu juga, teknologi nano material ini dimanfaatkan untuk pembuatan materi pesawat terbang luar angkasa atau roket.Kenapa ?Bahan-bahan pesawat ulang alik membutuhkan suatu material dengan masa rendah sehingga cukup ringan untuk terbang tapi juga memiliki kekuatan dan keuletan yang berkualitas. Dan salah satu cara mendapatkan material seperti itu menggunakan nanoteknologi. Contoh lain yang tidak kalah menarik adalah Carbon Nano Tube (CNT). Carbon Nanotube adalah satu rantai atom karbon yang berikatan secara heksagonal berbentuk silinder tabung yang berdiameter 1-2 nanometer.Ada dua jenis CNT, yaitu CNT berdinding tunggal di mana hanya ada satu tabung silinder karbon, yang kedua CNT berdinding ganda dimana satu tabung CNT terdiri dari beberapa CNT di dalamnya. Filamen karbon berdiameter 7 nm telah ditemukan pada tahun 1970 oleh Morinobu Endo. Penelitian tentang CNT seolah terhenti hingga tahun 1991 ketika Sumio Iijima berhasil mengungkap lebih detail tentang CNT dengan menggunakan mikroskop electron beresolusi tinggi. Penelitian ini menunjukan inilah fiber terkuat yang pernah dibuat.Konduktifitas
listriknya
melampaui
tembaga,
sedangkan
kemampuan
menghantarkan panas lebih tinggi dari berlian, memiliki daya tahan terhadap temperature tinggi serta lebih ringan dari aluminium. 4|Page
Salah satu aplikasi yang menarik dari CNT adalah sebagai konduktor balistik.CNT dapat diatur sifat elektroniknya sesuai yang diinginkan, mulai dari bersifat superkonduktor, semikonduktor hingga isulator tergantung pada arah ikatan heksagonal pada dinding CNT tersebut.Dengan ukuran diameter yang berskala nano, CNT digolongkan sebagai struktur elektronik berdimensi satu sehingga elektron dapat berjalan sepanjang CNT tanpa hambatan, akibatnya berapapun arus yang diberikan dapat dialirkan tanpa sedikitpun menimbulkan panas. Sifat lain dari CNT adalah material ini memiliki nilai modulus young dang kekuatan meregang yang tinggi yang akan menyebabkan CNT merupakan material yang sangat keras dan kuat tetapi mudah dibengkokkan. Dengan sifat mekanik yang seperti ini, penghantar listrik yang dibuat menggunakan bahan CNT memiliki kelenturan yang tinggi, memungkinkan fleksibilitas dalam pemakaian jauh lebih itnggi dibandingkan penghantar listrik bertegangan tinggi yang ada saat ini. Aplikasi lainnya dari CNT sebagai alat penghasil emisi medan elektron yang banyak digunakan pada TV atau monitor layar datar, lampu, tabung gas bermuatan, Sinar X serta pembangkit gelombang mikro. Layar datar yang dibuat dari CNT dapat beroperasi hanya dengan energy listrik yang rendah, resolusi gambar yang tinggi lebih jelas, memiliki sudut pandang yang lebar serta temperatur operasi yang lebih fleksibel.
Contoh berbagai material Nano
5|Page
C. Contoh Aplikasi Nano Material
Selain produk-produk yang biasa kita gunakan seperti kaos kaki antibakteri, pembersih kamar mandi, permbersih muka ataupun dalam bidang teknologi seperti Intel Core Processor, pengembangan nano material saat ini di dunia industry meliputi
No
Bidang
1
Kimia
Aplikasinya
Catalyst (Nanocatalysts) Green Chemistry (Eco Syhnthetix)
2
Komoditas
Pigment (Nanotope 26)
3
Konstruksi
Bahan Bangunan (Bioni Roof, Mowlith SunClean dll) Baja (Sandvix Nanoflex) Beton (X-SEED 100)
4
Energy
Heat Exchanger (CERATOM) Energy Generation (nAERO, CENTROSOL HiT) Energy Storage (NanoCap, NanoSpring) Energy Usage (Plasmon Enabled Deviced Light Emitter)
5
Lingkungan
Penangkap Karbon (Nanospring) Filter Air Minum (Nano Ceram, WaterBox) Pengolah air Limbah (Ecosphere Ozonix, RECAM) Pengendali Bahan Bakar (Magnetic Foam, Nanogel) Penyaringan (Ultra-Web)
6
Makanan
Material Packaging (GuardIN Fresh, TopScreen DS13) Pengolahan
Makanan
(Nanofiltration
System,
NanoCeram-PAC) 7
Industri
Katalis (nCATfiber) Plastic (Pleximer, Ultradur High Speed) Bahan Magnet (NANOPERM Softmagnetic Alloy)
6|Page
Pelindung
Pakaian
(TuffTek,NANOBYK-3650
Additives)
Dan masih banyak lagi lainnya seperti dibidang Kesehatan, Pakaian , Teknologi Informasi dan Komunikasi dan Transportasi.Begitu banyak hal yang bisaditeliti dan masih terus berkembang dari materi nanomaterial ini. Tidak mengherankan, mulai dari proyek pemerintah, suatu perusahaan, universitas melakukan penelitian ada yang indivudu dan ada yang saling bekerjasama dalam meneliti lagi, memproduksi dan mencoba bahan nanomaterial ini.
D. Keamanan bagi Manusia
Nanomaterial, layaknya semua benda yang ada di dunia ini, selain memiliki sifatsifat yang menguntungkan juga memiliki sisi lain yang merugikan. Nanomaterial memiliki bentuk yang berbeda dengan partikel partikel lain pada umumnya. Sehingga dibutuhkan suatu riset tentang pengaruhnya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan sekitarnya. Suatu badan yang menangani riset dibidang ini yaitu OECD Chemicals Committee telah mengadakan ―Working Party on Manufactured Nanomaterial‖ untuk melihat kemananan dari nanomaterial .
1. Tingginya laju penyerapan
Bahaya yang paling mungkin dari material nano ini adalah peningkatan laju penyerapan dari materialnya. Mengapa demikian ?Ini karena saat material dibuat menjadi partikel nano, perbandingan luas permukaan dengan Volume rasionya meningkat. Peningkatan rasio luas permukaan ini bisamenyebabkan peningkatan laju penyerapan bahan tersebut oleh kulit, paru-paru dan organ – organ penyerapan lain di dalam tubuh dan pada akhirnya bisamenyebabkan efek yang tidak diinginkan baik untuk paru-paru ataupun organ-organ lainnya. Padahal nano material sekrang dikembangkan untuk memecahkan masalah di bidang kesehatan seperti metode untuk penyaluran obat, metode baru pendeteksi kanker, metode untuk mendeteksi adanya penyakit di dalam tubuh. Jika memang nanomaterial terbukti menimbulkan efek
7|Page
yang bisamembahayakan tubuh,
dibutuhkan suatu standar penentuan material apa saja dan dalam jumlah seberapa banyak yang bisaditerima oleh tubuh agar tetap aman untuk kesehatan. Dengan semakin meningkatnya penggunaan nanomaterial di dunia kerja serta masyarakat umum, Swedish Karolinska Institutemengadakan study tentang pengaruh berbagai macam partikel nanomaterial terhadap sel epitel yang ada di paru-paru manusia. Hasilanya, pada tahun 2008 diperoleh hasil yang sangat menarik dimana :
No
Nanoparticles
Iron Oxide
1
Pengaruh
Kerusakan kecil pada DNA dan tidak termasuk materi yang beracun
Zinc Oxide
2
Nanoparticles yang seidit lebih berbahaya disbanding Iron Oxide
3
Titanium Oxide
Hanya merusak DNA
4
Carbon Nanotubes
Menyebabkan kerusakan DNA dalam level rendah
5
Copper Oxide
Material yang tidak memiliki pengaruh terhadap kesehatan (clear health risk)
2. Debu Nano
Gambar 1 Kumpulan serat partikel berukuran Nano
Menurut Thomas Gebel, partikel debu yang berukuran besar biasanya dapat disaring oleh bulu halus yang ada di saluran pernafasan bagian atas. Akan tetapi saluran
8|Page
pernafasan bawah tidak memiliki bulu-bulu seperti ini.Di bagian ini hanya adasel pemangsa yang menyingkirkan debunya. Dan biasanya hal tersebut berlangsung sangat lamban dan buruk yang pada akhirnya debu tersebut tidak bisadimusnahkan dan berada di sana seumur hidup. Debu — debu tersebut dapat memicu peradangan di bagian tersebut misalnya saja membentuk tumor. Terlebih lagi sesuai dengan pendapat yang sudah dinyatakan sebelumnya, partikel nano memiliki luas permukaan yang besar sehingga cenderung untuk diserap tubuh lebih cepat. Hal ini jelas permukaan yang besar sehingga cenderung untuk diserap tubuh lebih cepat. Hal ini jelas sangat berbahaya sehingga diperlukan tindakan-tindakan yang tepat untuk mengurangi resiko tersebut. Menurut pernyataan Miriam Baron dari kelompok pakar manajemen unsur berbahaya, hal hal yang bisadilakukan antara lain kita bisamengikat debu nano tersebut pada cairan atau bahan padat , granulat dank rem atau juga campuran komponen. Terdapat tindakan teknis juga yaitu dengan membuang udaranya, menerapkan sebuah system sirkulasi tertutup atau meneydotnya. Tindakan perlindunganpekerjanya misalnya dengan mengenakan masker pelindung saluran pernafasan, kacamata pelindung , sarung tangan dan juga baju pelindung.
9|Page
10 | P a g e
BAB III KESIMPULAN
Nanomaterial adalah partikel yang bisa berupa logam, polimer, keramik, dan komposit dengan ukuran1-100 nm.Dalam skala nano, biasanya sifat material dipengaruhi oleh hukum darifisik atom itu sendiri (dan tidak dipengaruhi oleh sifat molekul besar darimaterialnya,bulk phase).
Karena ukurannya yang sangat kecil dari nanomaterial ini, maka menghasilkan ukuran kritis terhadap fenomena fisika. Sifat-sifat yang berubah pada nano partikel biasanya berkaitan dengan fenomena-fenomena berikut. -
Fenomena kuantum sebagai akibat keterbatasan ruang gerak electron pembawa muatan lainnya dalam partikel. Fenomena ini berimbas pada beberapa sifat material seperti perubahan warna yang dipancarkan, transparansi, kekuatan mekanik, konduktifitas listrik dan magnetisasi.
-
Perubahan rasio jumlah atom yang menempat permukaan terhadap jumlah atom yang menempati permukaan terhadap jumlah total atom. Fenomena ini berimbas pada perubahan titik didih, titik beku dan reaktifitas kimia. Perubahan-perubahan tersebut diharapkan dapat menjadi keunggulan nanopartikel jika dibandingkan dengan partikel sejenis dalam keadaan bulk.para peneliti percaya bahwa kita dapat mengontrol
perubahan-perubahan
tersebut
kearah
yang
diinginkan
(Rahma,
Reza.,2008).
Contoh aplikasi nano material : No
Bidang
1
Kimia
Aplikasinya
Catalyst (Nanocatalysts) Green Chemistry (Eco Syhnthetix)
2
Komoditas
Pigment (Nanotope 26)
3
Konstruksi
Bahan Bangunan (Bioni Roof, Mowlith SunClean dll) Baja (Sandvix Nanoflex) Beton (X-SEED 100)
4
11 | P a g e
Energy
Heat Exchanger (CERATOM)
Energy Generation (nAERO, CENTROSOL HiT) Energy Storage (NanoCap, NanoSpring) Energy Usage (Plasmon Enabled Deviced Light Emitter) 5
Lingkungan
Penangkap Karbon (Nanospring) Filter Air Minum (Nano Ceram, WaterBox) Pengolah air Limbah (Ecosphere Ozonix, RECAM) Pengendali Bahan Bakar (Magnetic Foam, Nanogel) Penyaringan (Ultra-Web)
6
Makanan
Material Packaging (GuardIN Fresh, TopScreen DS13) Pengolahan
Makanan
(Nanofiltration
System,
NanoCeram-PAC) 7
Industri
Katalis (nCATfiber) Plastic (Pleximer, Ultradur High Speed) Bahan Magnet (NANOPERM Softmagnetic Alloy) Pelindung
Pakaian
(TuffTek,NANOBYK-3650
Additives)
Akibat bagi kesehatan manusia ialah apabila debu-debu nano yang tidak dapat tersaring pada saluran pernapasan bagian atas , maka debu tersebut akan terakumulasi di dalam tubuh dan bisa menimbulkan tumor, dll.
12 | P a g e
Daftar Pustaka
http://bantheng.blogspot.com/2011/12/makalah-nanomaterial.html
http://nanotechnology.zunia.org/post/
http://www.csa.com/discoveryguides/nano/gloss.php
http://www.djarumbeasiswaplus.org/artikel/content/92/Studi-pembuatan-CarbonNanotube-(CNT)-Dari-Asetilene-Dengan-Proses-Catalytic-Chemical-Vapour-Deposition(CCVD)-Sebagai-Material-Baru-Semikonduktor/
http://www.dw.de/keunggulan-dan-bahaya-teknologi-nano/a-15272273-1
http://www.nanowerk.com/products/
http://www.nccr.iitm.ac.in/2011.pdf
http://www.scribd.com/doc/92678063/1
http://www.sinarharapan.co.id/berita/0406/29/ipt01.htmlhttp://www.ippm.undip.ac.id/abs trak/content/view/739/277/
13 | P a g e
