TUGAS PAPER MATA KULIAH PENGECORAN DAN METALURGI SERBUK METODE PEMBUATAN NANOMATERIAL (ASSEMBLY OF NANO PARTICLES)
Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Pengecoran dan Metalurgi Serbuk
Disusun Oleh :
Qodi Qodiru run n Sala Salam m Musa Musafffa #ilang $irmans%ah 'tma(eal 'tma(eal 'chmad 'chmad $irdaus $irdaus *amanda +ifani
: 141 1411! 1!1! 1!1! 1!"" "" : 1411!1!1!4& : 1411!1!1!") 1411!1!1!") : 1411!1!1!44
KELAS B
UNIVERSITAS JEMBER 2015
Abstrak
Pada paper ini akan direview beberapa metode sintesis material nanostruktur yang meliputi nanopartikel, nanotube, dan komposit nanopartikel Kata Kunci: nanopartikel, carbon nanotube, komposit nanopartikel, sintesis. 1. Pe!"#$%$"
Pada saat ini, -engembangan nanoteknologi terus dilakukan oleh -ara -eneliti dari dunia akademik mau-un dari dunia industri. Semua -eneliti seolah berlomba untuk me/u0udkan kar%a baru dalam dunia nanoteknologi. Salah satu bidang %ang menarik minat ban%ak -eneliti adalah -engembangan metode sintesis nano-artikel. ano-artikel da-at ter0adi secara alamiah atau-un melalui -roses sintesis oleh manusia. Sintesis nano-artikel bermakna -embuatan -artikel dengan ukuran %ang kurang dari 1!! nm dan sekaligus mengubah sifat atau fungsin%a. Orang umumn%a ingin memahami lebih mendalam menga-a nano-artikel da-at memiliki sifat atau fungsi %ang berbeda dari material se0enis dalam ukuran besar 2bulk3. Dua hal utama %ang membuat nano-artikel berbeda dengan material se0enis dalam ukuran besar %aitu: (") karena ukurann%a %ang kecil, nano-artikel memiliki nilai -erbandingan antara luas -ermukaan dan olume %ang lebih besar 0ika dibandingkan dengan -artikel se0enis dalam ukuran besar. 5ni membuat nano-artikel bersifat lebih reaktif. *eaktiitas material ditentukan oleh atom6atom di -ermukaan, karena han%a atom6atom tersebut %ang bersentuhan langsung dengan material lain7 (&) ketika ukuran -artikel menu0u orde nanometer, maka hukum fisika %ang berlaku lebih didominasi oleh hukum6hukum fisika kuantum. Sifat6sifat %ang berubah -ada nano-artikel biasan%a berkaitan dengan fenomena6fenomena berikut ini. Pertama adalah fenomena kuntum sebagai akibat keterbatasan ruang gerak elektron dan -emba/a muatan lainn%a dalam -artikel. $enomena ini berimbas -ada bebera-a sifat material se-erti -erubahan /arna %ang di-ancarkan, trans-aransi, kekuatan mekanik, konduktiitas listrik, dan magnetisasi. Kedua adalah -erubahan rasio 0umlah atom %ang menem-ati -ermukaan terhada- 0umlah total atom. $enomena ini berimbas -ada -erubahan titik didih, titik beku, dan reaktiitas kimia. Perubahan6-erubahan tersebut dihara-kan da-at men0adi keunggulan nano-artikel dibandingkan dengan -artikel se0enis dalam keadaan bulk. Para -eneliti 0uga -erca%a bah/a kita da-at mengontrol -erubahan6-erubahan tersebut ke arah %ang diinginkan. 8ontoh sederhana bagaimana sifat -artikel berubah 0ika ukurann%a direduksi ke skala nanometer di0um-ai -ada titanium dio9ide atau titania 2TiO"3. Dibandingkan dengan titania
ukuran bulk, titania ukuran nano tidak han%a trans-arant, teta-i 0uga sangat efektif untuk menghalangi radiasi ultraiolet. Karena itu nano-artikel titania ban%ak digunakan sebagai tabir sur%a 2sunscreen3. Titania bukan skala nano, /alau-un 0uga men%era- ultraiolet, namun tidak trans-aran. Titania berukuran besar ber/arna -utih susu dan ban%ak digunakan sebagai bahan -emutih -ada kosmetik. Sintesis nano-artikel da-at dilakukan dalam fasa -adat, cair, mau-un gas. Proses sintesis -un da-at berlangsung secara fisika atau kimia. Proses sintesis secara fisika tidak melibatkan reaksi kimia. ang ter0adi han%a -emecahan material besar men0adi material berukuran nanometer, atau -engabungan material berukuran sangat kecil, se-erti kluster, men0adi -artikel berukuran nanometer tan-a mengubah sifat bahan. Proses sintesis secara kimia melibatkan reaksi kimia dari se0umlah material a/al 2-recursor3 sehingga dihasilkan material lain %ang berukuran nanometer. 8ontohn%a adalah -embentukan nano-artikel garam dengan mereaksikan asam dan basa %ang bersesuaian. Secara umum, sintesis nano-artikel akan masuk dalam dua kelom-ok besar. #ambar 1 men0elaskan dua -endekatan besar dalam mensintesis nano-artikel. 8ara -ertama adalah memecah -artikel berukuran besar men0adi -artikel berukuran nanometer. Pendekatan ini kadang disebut -endekatan to-6do/n. Pendekatan kedua adalah memulai dari atom6atom atau molekul6 molekul atau kluster6kluster %ang diassembli membentuk -artikel berkuran nanometer %ang dikehendaki. Pendekatan ini disebut bottom6u-.
bulk
Top-down: dipecah
nano-artikel
Bottom-up: digabung, assembli
atom;kluster
#ambar 1 Dua -endekatan utama sintesis nano-artikel: to-6do/n dan bottom6u2. Me'!e S'e** N"+"'e,"%
Metode ini termasuk metode %ang sangat sederhana dalam membuat -artikel berukuran bebera-a -uluh nanometer hingga bebera-a ratus nanometer. Umumn%a, sintesis nano-artikel membutuhkan /aktu %ang sangat lama, bebera-a 0am hingga -uluhan 0am. Metode -emanasan dalam larutan -olimer han%a berlangsung bebera-a -uluh menit dan tidak di-erlukan -eralatan %ang terlalu mahal. Merode ini 0uga dengan mudah da-at =discale u-> untuk membuat -artikel dalam 0umlah besar bagi kebutuhan industri. Kita telah menggunakan metode ini untuk membuat se0umlah -artikel oksida se-erti %ttria %ang dido- dengan euro-ium 2material -emancar caha%a merah untuk kebutuhan dis-la%3, %ttrium6gadolonium aluminium garnet %ang dido- cerium 2-emancar caha%a biru6kuning3, galium nitrida 2-emancar caha%a biru3, %ttria %ang didogadolonium 2-emancar ultraiolet3, seng oksida 2-emancar caha%a hi0au6kuning3, oksida seng6 tembaga6aluminium sebagai katalis -engubah metanol dan air men0adi hidrogen, dan ceria %ang dido- neodimium %ang ber-otensi bagi -engembang sel bahan bakar. Metode ini han%a membutuhkan sebuah oen %ang da-at bero-erasi -ada suhu -emanasan di atas suhu dekom-osisi -olimer. Suhu o-erasi di atas ?!! o8 sudah cuku- untuk mendekom-osisi se0umlah -olimer. Secara sederhana, -rinsi- ker0a metode ini adalah mencam-urkan larutan logam nitrat di dalam air dengan larutan -olimer dengan berat molekul tinggi 2high molecular /eight -ol%mer, +M@P3. Kedua larutan dicam-ur dan diaduk secara merata disertai -emanasan sehingga kandungan air ham-ir habis dan di-eroleh larutan kental -olimer. Di dalam larutan tersebut di-erkirakan ion6ion logam menem-el secara merata -ada rantai -olimer. Aarutan -olimer
kemudian ditem-atkan dalam krusibel alumina dan di-anaskan -ada suhu di atas suhu dekom-osisi -olimer. Suhu -emanasan dinaikkan secara -erlahan6lahan. Keberadaan -olimer menghindari -ertemuan antar -artikel %ang terbentuk melalui -roses nukleasi sehingga tidak ter0adi agglomerasi. Ketika -olimer telah terdekom-osisi kita da-atkan -artikel6-artikel %ang ham-ir ter-isah satu dengan lainn%a. Secara sederhana diagram alir -embuatan -artikel dengan metode tersebut tam-ak -ada #br. " Aogam nitrat
PB#
'ir
8am-ur o
T ≅1!! 8
Pemanasan o
T C !! 8
ano-artikel oksida
#ambar " Diagram alir -embuatan nano-artikel dengan metode -emanasan dalam larutan -olimer.
8ontoh a-likasi metode ini adalah -ada -embuatan -artikel cerium dioksida 2ceria3 %ang dido- dengan neodimium 28eO":d3. Material ini meru-akan elektrolit -adat %ang sangat -otensial untuk a-likasi sel bahan bakar 2fuel cell3. 8erium nitrat he9ah%drate, 8e2O)3)E+"O, dan neod%mium nitrate he9ah%drate, d2O)3)E+"O, dengan -erbandingan molaritas %ang sesuai dilarutkan dalam de6ioni(ed /ater. Pol%eth%lene gl%col, +2O8+"68+"3n+ dan disingkat PB#, dalam 0umlah %ang cuku- ditambahkan ke dalam larutan disertai -engadukan hingga di-eroleh larutan 0ernih. Aarutan kemudian di-anaskan -ada suhu di atas 1!! o8 hingga men0adi kental %ang kemudian dilan0utkan dengan -emanasan di atas suhu dekom-osisi PB# bebera-a -uluh menit di dalam oen sehingga dihasilkan -artikel dengan ukuran bebera-a -uluh nanometer hingga ratusan nanometer. Ukuran -artikel dikontrol dengan mengatur konsentrasi PB#, mengatur suhu -emanasan, dan mengatur lama /aktu -emanasan dalam oen. #ambar )2a3 adalah contoh foto SBM -artikel 8eO":d %ang dihasilkan dengan -emanaskan -ada suhu F!! o8. Ukuran grain %ang di-eroleh adalah -uluhan nanometer hingga submikron. Dengan menggunakan metode Scherrer dida-at ukuran kristallin sekitar ?4 nm. ano-artikel lain %ang telah dibuat dengan metode tersebut oleh -enulis meli-uti "O):Bu,
"O):#d, 2#d,3"'l?O1":8e, 8u;GnO;'l"O), dan #a"O ). $oto SBM sebagian -artikel tersebut tam-ak -ada #br ).)2a3 H2d3. Pada -rinsi-n%a ham-ir semua oksida logam dengan ukuran di ba/ah mikrometer da-at dibuat dengan metode -emanasan sederhana dalam larutan -olimer dengan menggunakan -rekursor nitrat dari logam %ang bersangkutan. a
c
1 I+
b
d
-00 +
I+
#ambar ) $oto SBM se0umlah nano-artikel %ang dibuat dengan metode -emanasan sederhana dalam larutan -olimer: 2a3 8eO":d, 2b3 "O):Bu, 2c3 GnO, dan 2d3 2#d,3 "'l?O 1":8e. 2.2 Kolloid
ano-artikel semikonduktor da-at di-ersia-kan dengan cara sintesis kimia/i dalam larutan homogen. Sintesis material dalam bentuk kolloid sebenarn%a sudah lama dilakukan orang, 0auh sebelum konse- nanoteknologi dikenal orang. Se0umlah kolloid dari nano-artikel dengan ukuran diameter antara ) H ?! nm telah berhasil dibuat. Jenis koloid tersebut mencakumaterial logam mulia 2'u, 'g, Pt, Pd, dan 8u3, semikonduktor 2Si, #e, 5556, 5565, dan oksida logam3, isolator 2mika, SiO", se0umlah keramik, -olimer3, dan material magnetik 2$e"O), i, 8o, $e, $ePt3. amun, ketertarikan -ada nanoteknologi memaksa -eneliti untuk memiliki kemam-uan mengontrol ukuran -artikel koloid %ang dihasilkan. +a l ini dilatarbelakangi oleh adan%a sifat material %ang bergantung -ada ukuran. Usaha ke arah ini ditem-uh dengan melakukan deaktiasi -ermukaan -artikel koloid %ang telah dibuat begitu ukuran sudah menca-ai nilai %ang dinginkan.
Jika tidak dideaktiasi maka ukuran -artikel koloid biasan%a akan terus bertambah selama masih ada sisa atom6atom -rekursor di dalam larutan tersebut. Salah satu cara deaktiasi %ang ban%ak dilakukan adalah menggunakan surfactant. Molekul surfaktan akan menem-el -ada -ermukan koloid %ang dibuat dan melindungi -ermukaan tersebut dari -ertambahan atom -recursor lebih lan0ut meski-un di dalam koloid masih ada atom6atom -recursor %ang belum bereaksi. #ambar 4 adalah ilustrasi bagaimana membuat koloid dengan ukuran -artikel tertentu menggunakan
surfaktan. #ambar 4 8ontoh membuat nano-artikel koloid dengan menggunakan surfaktan. Untuk koloid emas, surfaktan %ang biasa digunakan adalah alkanthiol, %aitu alkena dengan gugus fungsional thiol 26S+3. *umus umum alkantiol adalah 8n+"nL16S+. 'tom sulfida -ada alkantiol =suka> menem-el -ada -ermukaan emas sehingga teradsor-si di-ermukaan emas membentuk la-isan ti-is tidak aktif, se-erti diilustrasikan -ada #br ?. Kehadiran la-isan tersebut disam-ing menghentikan -ertumbuhan ukuran -artikel lebih lan0ut, 0uga menghindari -engguma-an -artikel membentuk aglomerasi %ang lebih besar sehingga koloid emas teta- stabil dalam 0angka /aktu %ang lama.
#ambar ? 'lkanthiol teradsor-si di -ermukaan -artikel emas karena atom sulfida =suka> -ada atom emas.
2.3 Metode Polyol
Proses -ol%ol adalah cara lain menghasilkan -artikel logam se-erti 8u, i, dan 8o dalam ukuran nanometer dalam medium bukan air. Dalam metode ini -recursor se-erti logam oksida, logam nitrat, dan logam asestat dilarutkan atau dicam-ur secara homogen dengan eth%lene gl%col atau dieth%lene gl%col kemudian direflu9 -ada suhu antara 1F! 6 14 o8. Selama reaksi tersebut, -recursor direduksi membentuk -artikel logam %ang kemudian mengenda- di dalam larutan. Partikel 8o98u1!!69 24 9 4 atN3 da-at disintesis dengan mereaksi cobalt acetate tetrah%drate dan co--er acetate h%drate di dalam eth%lene gl%col. 8am-uran kemudian direflu9 -ada suhu 1F!H1! o8 selama " 0am. Partikel %ang dihasilkan mengenda- di dalam larutan %ang kemudian dikum-ulkan dan dikeringkan.
selama sekitar " 0am. Untuk menghindari -enggum-alan -artikel $ePt, sedikit aO+ a-at ditambahkan sebagai stabilisator. aO+ akan mereduksi logam acet%lacetonate sehingga ketersediatan -rekursor $e dan Pt dalam cam-uran berkurang. Aebih lan0ut, -ermukaan nano-artikel da-at dideaktiasi dengan mengadsaor-si material -elindung sehingga membentuk la-isan ti-is. Untuk maksud ini material %ang da-at digunakan aadalah ,6dimeth%l aminoetho9% ethanol. #ambar adalah skema -embuatan nano-artikel $ePt dengan metode -ol%ol. #ambar & adalah contoh foto TBM -artikel %ang dibuat. Ukuran -artikel %ang dibuat sekitar " H ) nm dan ham-ir seragaam 2monodis-erse3.
#ambar Skema -embuatan nano-artikel $ePt dengan metode -ol%ol.
#ambar & $oto TBM -artikel $ePt %ang dibuat.
$ePt memiliki -otensi besar -ada -engembangan madia -en%im-anan data berka-asitas ultra. Untuk merealisasikan media -en%im-anan data dengan ka-asitas %ang lebih tinggi dari %ang ada sekarang, ukuran kristallin material magnetik %ang digunakan harus direduksi ke orde nanometer. amun, -artikel magnetik dengan ukuran %ang sangat kecil tersebut sangat mudah menghasilkan fluktuasi termal -ada momen magnetik di -ermukaann%a. Karena stabilitas termal adalah -arameter %ang sangat -enting, -artikel magnetik %ang memiliki isotro-i magnetik %ang besar se-erti 8o, $ePt, 8oPt, dan ferrite6
S-ra% adalah -embangkitan dro-let6dro-let kecil dari medium fase cair. 8ontoh s-ra% %ang -aling kita kenal adalah -arfum, hair s-ra%, cat -ilo9, obat ati n%amuk cair, -aint brush, dan sebagain%a. Ukuran dro-let %ang dihasilkan bergantung -ada berbagai faktor se-erti iskositas cairan, tegangan -eemukaan cairan, ukuran lubang tem-at dro-let keluar, dan sebagain%a. 8ara menghasilkan dro-let s-ra% 0uga bermacam6macam. Salah satu %ang cukusederhana adalah mengalirkan udara berkeca-atan tinggi di u0ung sebuah -i-a berlubang kecil di mana u0ung lain -i-a tersebut tercelu- di dalam (at cair. Tekanan %ang kecil -ada u0ung %ang dikenai udara %ang mengalir me%ebabkan (at cair dalam /adah terdorong naik menu0u u0ung -i-a %ang dikenai aliran udara. Ketika sam-ai di u0ung -ita, aliran udara %ang kencang
mengebabkan (at cair terurai men0adi butir6butir kecil dan terba/a bersama aliran udara. 8ara lain menghasilkan dro-let adalah mengetarkan (ar cair menggunakan gelombang ultrasonik. 8ara menghasilkan s-ra% semacam ini ban%ak di-akai dalam dunia kedokteran untuk memasukkan obat ke dalam tubuh -asien le/at sistem -erna-asan. Aarutan obat digetarkan dengan gelombang ultrasonik sehingga membentuk dro-let6dro-let %ang beterbangan di sekitar -ermukaan (at cair. Pasien menghiru- udara di -ermukaan obat melalui selang %ang salah satu u0ungn%a terhubung ke hidung sehingga dro-let %ang mengandung obat tersebut masuk ke dalam sistem -erna-asan. Spray Pirolisis. 'khir6akhir ini metode s-ra% ban%ak digunakan untuk membuat material dalam bentuk -artikel berukuran mikrometer dan submikrometer. Proses %ang berlangsung adalah melakukan reaksi -irolisis -ada dro-let %ang dihasilkan s-ra%. Pirolisis adalah reaksi kimia -ada suhu tinggi. Jika %ang dis-ra% adalah larutan -rekursor %ang da-at bereaksi -ada suhu tinggi maka dengan metode s-ra% kita da-at mebuat -artikel dengan ce-at. Proses -embentukan -artikel han%a berlangsung dalam bebera-a detik. Metode semacam ini sering disebut s-ra% - irolisis. S-ra% -irolisis dilakukan -ada sebuah reaktor %ang terdiri dari -embangkit dro-let %ang dikenal -ula dengan nama nebuli(er atau atomi(er, reaktor berbentuk tabung, dan -enam-ung -artikel. Skema reaktor s-ra% -irolisis tam-ak -ada #br )."4. Tabung %ang digunakan dalam reaktor harus dari bahan %ang bisa tahan hingga suhu mendekati 1!!! o8. 8ontoh bahan tersebut adalah alumina, uart(, dan bisa 0uga stainless steel. Dro-let %ang dihasilkan dialirkan masuk ke dalam tabung %ang telah diset -ada suhu tinggi menggunakan carrier gas 2gas -emba/a3. Jika tidak dikehendaki adan%a reaksi antara -rekursor dengan gas -emba/a maka -ilih gas -emba/a %ang inert se-erti nitrogen atau argon. Karena ukuran dro-let %ang kecil maka dengan segera -elarut mengua- habis ketika baru masuk di sekitar u0ung de-an tabung reaktor. ang tersisa adalah material -rekursor dalam bentuk -adatan %ang teta- mengalir bersama carrier gas. Karena berada dalam ruang bersuhu tinggi maka ter0adi reaksi -irolisis -ada -artikel dan sebelum meninggalkan tabung reaktor telah terbentuk -artikel hasil reaksi %ang dihara-kan. Partikel %ang dihasilkan dikum-ulkan -ada kolektor -artikel.
#ambar F Skema reaktor s-ra% -irolisis Filter epansion spray pyrolisis. Ukuran -artikel %ang dihasilkan dengan metode s-ra% -irolisis sangat bergantung -ada ukuran dro-let. Ukuran dro-let %ang dihasilkan dengan berbagai macam s-ra% biasan%a bebera-a mikrometer hingga -uluhan mikrometer. Dengan ukuran tersebut biasan%a ukuran -artikel %ang dihasilkan minimal berorde submikrometer. Sangat sulir mensintesis -artikel dengan ukuran kurang dari 1!! nm dengan metode s-ra% -irolisis. 'gar kita da-at menghasilkan -artikel %ang lebih kecil maka ukuran -artikel harus da-at direduksi lebih lan0ut. Salah satu metode membuat dro-let dengan ukuran lebih kecil adalah menggunakan gelas ber-ori %ang dihubungkan dengan tekanan rendah. Metode ini disebut filter e9-ansion s-ra% -%rolisis. Dro-let %ang dihasilkan dari s-ra% diarahkan ke filter gelas %ang mengandung -ori6-ori %ang berukuran kecil. Di -ermukaan atas filter gelas terbentuk la-isan ti-is (at cair. Tekanan rendah di ba/ah men%ebabakan la-isan (at cair turun melalui -ori6-ori gelas dan keluar di sisi ba/ah gelas dengan ukuran %ang sangat kecil. Partikel %ang baru sa0a keluar ditarik ke arah filter meluai
sebuah tabung reaktor bersuhu tinggi %ang dihubungan dengan filter -en%aring -artikel. Suhu reaktor diatur sehingga begitu sam-ai filter kolektor, dro-let sudah berubah men0adi -artikel akhir. Salt assited spray pyrolsis Metode ini adalah metode s-ra% -irolisis biasa dengan memberikan -erlakuan akhir -ada -artikel %ang dihasilkan untuk menda-atkan -artikel %ang lebih kecil. 8ara %ang ditem-uh adalah menambahkan garam dengan konsentrasi sangat tinggi ke dalam -rekursor %ang akan dis-ra%. #aram %ang ditambahkan adalah garam %ang tidak berekasi dengan -rekursor. Di dalam dro-let %ang dihasilkan terkandung -rekursor dan garam. Saat reaksi -irolisis berlangsung garam ber-eran sebagai medium -emisah -artikel6-artikel kecil %ang terbentuk sehingga tidak bersentuha membentuk -artikel besar 2ukuran mikrometer3. Secara singkat da-at dikatakan bah/a %ang keluar dari reaktor adalah -artikel6-artikel kecil %ang terdistribusi dalam matriks garam. Setelah -artikel dikum-ulkan -ara kolektor, -artikel kemudian dicuci berkali6kali dengan -embersih ultrasonik disertai sentrifugasi. Tu0uann%a adalah agar garam terlarut dan -artikel6 -artikel kecil terle-as dari matriks garam. Pembuatan Partikel Berporos dengan Spray Pyrolisis. Di sam-ing digunakan untuk membuat -artikel -adatan, metode s-ra% -irolisis 0uga da-at digunakan untuk membuat -artikel ber-oros. 8aran%a adalah menambahkan koloid -olimer ke dalam -rekursor %ang akan dis-ra%. 'kibatn%a, dro-let %ang dihasilkan disam-ing mengandu ng -rekursor 0uga mengandung -artikel6-artikel -olimer. Tabung reaktor minimal harus dibagi atas dua daerah -emanasan. Daerah -emanasan -ertama diset -ada suhu %ang tidak terlalu tinggi, sekedar untuk mengua-kan -elarut sehingga dida-atikan -rekuros dalam bentuk -adat %ang di dalamn%a terda-at -artikel6-artikel -olimer. Daerah -emanasan kedua dimaksudkan untuk melakukan reaksi -irolisis dan mendekom-osisi -olimer. Setelah -olimer terdekom-osisi, lokasi %ang semula ditem-ati -olimer men0adi -oros. #ambar " adalah ilustrasi -roses -embentukan -artikel ber-oros. Flame Spray Pyrolsis Proses -embakaran meru-akan salah satu -roses sintesis nano-artikel %ang sering digunakan. Pada reaktor -embakaran ini, energi dari -embakaran digunakan untuk memicu reaksi kimia untuk memulai -enci-taan gru-6gru- -artikel %ang berikutn%a berkembang men0adi nano-artikel melalui -roses -enumbuhan dari -ermukaan dan 0uga -enggum-alan serta -enggabungan -ada suhu %ang tinggi. Pada umumn%a, ada dua cara %ang biasa digunakan untuk menghasilkan nano-artikel %aitu flame s-ra% -%rol%sis dan flame s-ra% h %drol%sis.
2. Kolloid !emplatin"
Material dengan struktur -eriodik tiga dimensi menarik minat -eneliti baik teoretis mau-un ek-erimentasis dalam decade terakhir. Material ini -otensial digunakan untuk membuah kristal fotonik, katalis berkema-uan tinggi, -ela-isan canggih dan se0umlah a-likasi lainn%a.
#ambar Skema -eralatan koloidal tem-lating Penggunaan bola6bola silika dan -olistiren late9 sebagai material a/al -embuatan material ber-oros dengan struktur tiga dimensi sangatlah menarik. Salah satu contoh dila-orkan di sini. Metode %ang digunakan adalah =di- coating> koloid sambil dilakukan -emanasan. Prekursor dibuat dengan mencam-urkan koloid -olistiren late9 dengan koloid silika dengan -erbandingan %ang sesuai. 'gar da-at ber-eran sebagai kristal fotonik, -eriode struktur harus mendekati -an0ang gelombang caha%a, %aitu bebera-a ratus nanometer. Oleh karena itu, koloid -olistiren dengan ukuran atikel bebera-a ratus nanometer harus digunakan. Ukuran -artikel koloid silica %ang digunakan lebih baik di ba/ah "! nm. Makin kecil ukuran -artikel silica maka makin baik hasil %ang di-eroleh. Potongan silikon /afer atau kaca dicuci bersih dengan etanol dan air distilasi di dalam -encuci ultrasonic. Substrat kemudian dicelu-kan ke dalam -rekuros kemudian ditarik -erlahan6 lahan dengan la0u sekitar 1 sam-ai 1! mm;0am. +eater di-ertahan -ada suhu sekitar ! o8.
Pemansan -ada suhu %ang tidak terlalu tinggi dimaksudkan untuk men%ediakan /aktu %ang cuku- bagi -atikel -olistiren untuk melakukan self6oragnisasi sehingga terbentk -en%sunan %ang teratur. Setelah -roses di- coating selesai, sam-le di-anaskan -ada suhu 4!! o8 sekitar ? menit untuk mendekom-osisi -artikel -olistrirten. Skema -eralatan %ang digunakan tam-ak -ada #br . 2.# $anosphere Litho"raphy
anos-here lithogra-h% 2SA3 %ang dia/ali dengan de-osisi material -ada masker kristal koloid %ang terorganisasi 2self6organi(ed3 telah menarik ban%ak -erhatian -eneliti untuk arra% nano-artikel -ada -ermukaan datar. SA adalah cara fabrikasi %ang ideal untuk menghailkan -en%usunan %ang teratur dan mendekati homogen nano-artikel di mana ukuran, bentuk, mau-un -eriodisitas da-at dikonrrol dengan mudah. Ukuran dot da-at ditem-uh dengan mengontrol la/a aktu de-osisi, 0arak antar dot diatur dengan menggunakan -artikel koloid %ang berbeda ukuran, dan 0enis material %ang dibuat dikontrol dengan mengantur 0enis material sumber. Metode ini 0uga sangat bersih karena berlangsung dalam lingkungan akum atau mndekati akum. Salah satu metode SA %ang sekaligus da-at menghasikan tiga macam struktur %aitu caking %ang tersusun secara teratur, -artikel %ang tersusun secara teratur, atau -oros %ang tersesun secara teratur akan dibhas di sini.
#ambar 1! Proses -embuatan cangkang dan -artikel logam %ang teroganisasi.
#ambar 11 2a3 cangkang dan 2b3 -artikel logam %ang teroganisasi %ang dibuat dengan metode koloidal tem-lating dan oer s-uttering.
Ree,e*
1R @.
& 2"!!?3. M. 'bdullah, 5. @. Aenggoro, and K. Oku%ama, in Bnc%clo-edia of anoscience and anotechnolog% 2+S.al/a, Bd.37 'merican Scientific Publishers, ol.F, &)1 2"!!43. "R M. 'bdullah, 5TS$ Seminar on Science and Technolog% Jakarta, $ebruar% &, "!!& "&R M. 'bdullah, Khairurri0al, '. @aris, @. Sutrisno, 5. urhasanah, and '. S. ioktalamo, Po/der Technol. 1, "& 2"!!F3. "FR M. 'bdullah, Khairurri0al, $. 5skandar and K. Oku%ama, in anocr%stalline Materials: Their S%nthesis6Structure6Pro-ert% *elationshi-s and '--lications 2S.8. T0ong Bd.3, Blseier, "&? 2"!!3. "R M. 'bdullah, Media $isika 2, ) 2"!!)3. )!R M. 'bdullah, Prosiding Sim-osium Mahasis/a $isika asional 5TS6Suraba%a 2"!!?3. )1R M. 'bdullah, *B'KTO* 3, 4& 2"!!)3. )"R M. 'bdullah, S. Shibamoto, and K. Oku%ama, O-t. Mater. 2-, ? 2"!!43. ))R M. 'bdullah, T. Morimoto, and K. Oku%ama, 'd. $unc. Mater. 1, F!! 2"!!)3. )4R Mikra0uddin, $. 5skandar, K. Oku%ama, and $.#. Shi, J. '--l. Ph%s. /, 4)1 2"!!13. )?R Mikra0uddin, $. 5skandar, and K. Oku%ama, 'd. Mater. 1, )! 2"!!"3. )R Mikra0uddin, $. 5skandar, and K. Oku%ama, 5nt. S%m-. ano-articles: 'erosols and Materials, Pusan, Korea, Jul% ?6 2"!!13. )&R Mikra0uddin, $.#. Shi, and K. Oku%ama, J. Blectrochem. Soc. 13, )1?& 2"!!!3. )FR Mikra0uddin, $err% 5skandar, and Khairuddin, 5TB#*'A , 1 2"!!)3. )R Mikra0uddin, $err% 5skandar, and Kikou Oku%ama, "nd Kentingan Ph%sics $orum, US, Surakarta, Jul% "F 2"!!)3. 4!R Mikra0uddin, 5. @. Aenggoro, K. Oku%ama, and $.#. Shi, J. Blectrochem. Soc. 1/, +1!& 2"!!"3. 41R Mikra0uddin, J. Matematika Sains , 1 2"!!)3. 4"R Mikra0uddin, Proc. 5T< Sains Teknologi 5A, &1 2"!!)3. 4)R A. Marlina, M. 'bdullah, Khairurri0al, @.
Materials and Practical anotechnolog% Ser-ong6
