Archive for the ‘teknologi nano’ Category

Workshop Nasional Nanomaterial 2009

A. LATAR BELAKANG
Nanosains dan nanoteknologi (iptek nano) merupakan bidang kajian ilmu dan rekayasa material dalam ukuran dibawah 100 nanometer. 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.
Saat ini masalah di bidang energi merupakan masalah yang sangat mendasar. Penerapan nanomaterial pada energy converter dan storage serta peralatan (device) yang memiliki kinerja tinggi dan efisien merupakan solusi untuk masalah energi tersebut. Indonesia memilki sumber daya alam (SDA) melimpah dan sumber daya manusia (SDM) yang cukup besar, namun pemanfaatan potensinya belum tersentuh banyak oleh iptek nano. Matahari yang bersinar sepanjang tahun merupakan sumber energi yang murah dan ketersediaan bahan mineral seperti TiO2, SiO2, ZnO2 dapat dimanfaatkan untuk iptek nano. Penguasaan iptek nano memberikan peluang untuk meningkatkan nilai tambah SDA dan SDM Indonesia, sehingga menjadi bangsa yang mandiri, berdaya saing tinggi dan sejahtera.
Menyadari pentingnya iptek nano dan peranannya bagi pembangunan suatu bangsa, maka dalam rangka Dies MIPA Universitas Diponegoro ke-21 akan diselenggarakan workshop nanomaterial. Kegiatan ini diharapkan dapat meningkatkan pengetahuan dan penguasaan iptek nano, khususnya dalam pembuatan nanomaterial dan karakterisasi sifat-sifat material yang dapat berperan untuk mengatasi ketersediaan energi masa depan yang berkelanjutan.

B. TEMA
Nanomaterial untuk Energi Masa Depan yang Berkelanjutan

C. TUJUAN
Memasyarakatkan iptek nano, khususnya dalam pembuatan nanomaterial dan karakterisasi sifat-sifatnya.

D. KEUNTUNGAN BAGI PESERTA

* Memahami teori dan teknik pembuatan nanomaterial
* Memahami teori dan teknik karakterisasi nanomaterial (ElectronMicroscope, Particle size analyzer)
* Memahami teknik mengolah data dan menganalisis sifat-sifat nanomaterial.
Baca lebih lanjut

Mikroskop dan Teknologi Nano

Berbicara tentang teknologi nano, maka tidak akan bisa lepas dari mikroskop, yaitu alat pembesar untuk melihat struktur benda kecil tersebut. (Teknologi nano : teknologi yang berbasis pada struktur benda berukuran nano meter.

Satu nano meter = sepermilyar meter). Tentu yang dimaksud di sini bukanlah mikroskop biasa, tetapi mikroskop yang mempunyai tingkat ketelitian (resolusi) tinggi untuk melihat struktur berukuran nano meter. Di bagian pertama tulisan ini, penulis bermaksud untuk mengulas sejarah perkembangan mikroskop dan kemampuannya dalam mengamati suatu obyek benda.

Kata mikroskop (microscope) berasal dari bahasa Yunani, yaitu kata micron=kecil dan scopos=tujuan, yang maksudnya adalah alat yang digunakan untuk melihat obyek yang terlalu kecil untuk dilihat oleh mata telanjang. Dalam sejarah, yang dikenal sebagai pembuat mikroskop pertama kali adalah 2 ilmuwan Jerman, yaitu Hans Janssen dan Zacharias Janssen (ayah-anak) pada tahun 1590. Temuan mikroskop saat itu mendorong ilmuan lain, seperti Galileo Galilei (Italia), untuk membuat alat yang sama. Galileo menyelesaikan pembuatan mikroskop pada tahun 1609, dan mikroskop yang dibuatnya dikenal dengan nama mikroskop Galileo. Mikroskop jenis ini menggunakan lensa optik, sehingga disebut mikroskop optik. Mikroskop yang dirakit dari lensa optic memiliki kemampuan terbatas dalam memperbesar ukuran obyek. Hal ini disebabkan oleh limit difraksi cahaya yang ditentukan oleh panjang gelombang cahaya. Secara teoritis, panjang gelombang cahaya ini hanya sampai sekitar 200 nanometer. Untuk itu, mikroskop berbasis lensa optik ini tidak bisa mengamati ukuran di bawah 200 nanometer.

Untuk melihat benda berukuran di bawah 200 nanometer, diperlukan mikroskop dengan panjang gelombang pendek. Dari ide inilah, di tahun 1932 lahir mikroskop elektron. Sebagaimana namanya, mikroskop elektron menggunakan sinar elektron yang panjang gelombangnya lebih pendek dari cahaya. Karena itu, mikroskop elektron mempunyai kemampuan pembesaran obyek (resolusi) yang lebih tinggi dibanding mikroskop optik. Sebenarnya, dalam fungsi pembesaran obyek, mikroskop elektron juga menggunakan lensa, namun bukan berasal dari jenis gelas sebagaimana pada mikroskop optik, tetapi dari jenis magnet. Sifat medan magnet ini bisa mengontrol dan mempengaruhi elektron yang melaluinya, sehingga bisa berfungsi menggantikan sifat lensa pada mikroskop optik. Kekhususan lain dari mikroskop elektron ini adalah pengamatan obyek dalam kondisi hampa udara (vacuum). Hal ini dilakukan karena sinar elektron akan terhambat alirannya bila menumbuk molekul-molekul yang ada di udara normal. Dengan membuat ruang pengamatan obyek berkondisi vacuum, tumbukan elektron-molekul bisa terhindarkan.

Ada 2 jenis mikroskop elektron yang biasa digunakan, yaitu tunneling electron microscopy (TEM) dan scanning electron microscopy (SEM). TEM dikembangkan pertama kali oleh Ernst Ruska dan Max Knoll, 2 peneliti dari Jerman pada tahun 1932. Saat itu, Ernst Ruska masih sebagai seorang mahasiswa doktor dan Max Knoll adalah dosen pembimbingnya. Karena hasil penemuan yang mengejutkan dunia tersebut, Ernst Ruska mendapat penghargaan Nobel Fisika pada tahun 1986. Sebagaimana namanya, TEM bekerja dengan prinsip menembakkan elektron ke lapisan tipis sampel, yang selanjutnya informasi tentang komposisi struktur dalam sample tersebut dapat terdeteksi dari analisis sifat tumbukan, pantulan maupun fase sinar elektron yang menembus lapisan tipis tersebut. Dari sifat pantulan sinar elektron tersebut juga bisa diketahui struktur kristal maupun arah dari struktur kristal tersebut. Bahkan dari analisa lebih detail, bisa diketahui deretan struktur atom dan ada tidaknya cacat (defect) pada struktur tersebut. Hanya perlu diketahui, untuk observasi TEM ini, sample perlu ditipiskan sampai ketebalan lebih tipis dari 100 nanometer. Dan ini bukanlah pekerjaan yang mudah, perlu keahlian dan alat secara khusus. Obyek yang tidak bisa ditipiskan sampai order tersebut sulit diproses oleh TEM ini. Dalam pembuatan divais elektronika, TEM sering digunakan untuk mengamati penampang/irisan divais, berikut sifat kristal yang ada pada divais tersebut. Dalam kondisi lain, TEM juga digunakan untuk mengamati irisan permukaan dari sebuah divais.

Tidak jauh dari lahirnya TEM, SEM dikembangkan pertama kali tahun 1938 oleh Manfred von Ardenne (ilmuwan Jerman). Konsep dasar dari SEM ini sebenarnya disampaikan oleh Max Knoll (penemu TEM) pada tahun 1935. SEM bekerja berdasarkan prinsip scan sinar elektron pada permukaan sampel, yang selanjutnya informasi yang didapatkan diubah menjadi gambar. Imajinasi mudahnya gambar yang didapat mirip sebagaimana gambar pada televisi.

Cara terbentuknya gambar pada SEM berbeda dengan apa yang terjadi pada mikroskop optic dan TEM. Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut discan dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (cathode ray tube). Di layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi.

Demikian, SEM mempunyai resolusi tinggi dan familiar untuk mengamati obyek benda berukuran nano meter. Meskipun demikian, resolusi tinggi tersebut didapatkan untuk scan dalam arah horizontal, sedangkan scan secara vertikal (tinggi rendahnya struktur) resolusinya rendah. Ini merupakan kelemahan SEM yang belum diketahui pemecahannya. Namun demikian, sejak sekitar tahun 1970-an, telah dikembangkan mikroskop baru yang mempunyai resolusi tinggi baik secara horizontal maupun secara vertikal, yang dikenal dengan “scanning probe microscopy (SPM)”. SPM mempunyai prinsip kerja yang berbeda dari SEM maupun TEM dan merupakan generasi baru dari tipe mikroskop scan. Mikroskop yang sekarang dikenal mempunyai tipe ini adalah scanning tunneling microscope (STM), atomic force microscope (AFM) dan scanning near-field optical microscope (SNOM). Mikroskop tipe ini banyak digunakan dalam riset teknologi nano. Detail tentang mikroskop ini akan dipaparkan di tulisan kedua.

Dr. Ratno Nuryadi, P3TM BPPT, Postdoctoral fellow bidang Nanotechnology Semiconductor di Shizuoka University Japan dan Ketua Istecs Chapter Japan, E-mail : <!– var prefix = ‘ma’ + ‘il’ + ‘to’; var path = ‘hr’ + ‘ef’ + ‘=’; var addy51315 = ‘ratno’ + ‘@’ + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’; document.write( ‘‘ ); document.write( addy51315 ); document.write( ” ); //–> <!–
var prefix = ‘ma’ + ‘il’ + ‘to’;
var path = ‘hr’ + ‘ef’ + ‘=’;
var addy54387 = ‘ratno’ + ‘@’;
addy54387 = addy54387 + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’;
var addy_text54387 = ‘ratno’ + ‘@’ + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’;
document.write( ‘<a ‘ + path + ‘\” + prefix + ‘:’ + addy54387 + ‘\’>’ );
document.write( addy_text54387 );
document.write( ‘<\/a>’ );
//–>\n
// –&gt;ratno@istecs.org<!–
document.write( ‘<span style=”\” mce_style=”\”‘display: none;\’>’ );
// –>E-mail ini dilindungi dari spam bots, kamu perlu mengaktifkan JavaScript utk melihatnya <!–
document.write( ‘</’ );
document.write( ‘span>’ );
// –>
<!– var prefix = ‘ma’ + ‘il’ + ‘to’; var path = ‘hr’ + ‘ef’ + ‘=’; var addy45795 = ‘ratno’ + ‘@’ + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’; var addy_text45795 = ‘ratno’ + ‘@’ + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’; document.write( ‘‘ ); document.write( addy_text45795 ); document.write( ” ); //–> <!–
var prefix = ‘ma’ + ‘il’ + ‘to’;
var path = ‘hr’ + ‘ef’ + ‘=’;
var addy54387 = ‘ratno’ + ‘@’;
addy54387 = addy54387 + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’;
var addy_text54387 = ‘ratno’ + ‘@’ + ‘istecs’ + ‘.’ + ‘org’;
document.write( ‘<a ‘ + path + ‘\” + prefix + ‘:’ + addy54387 + ‘\’>’ );
document.write( addy_text54387 );
document.write( ‘<\/a>’ );
//–>\n
// –&gt;ratno@istecs.org<!–
document.write( ‘<span style=”\” mce_style=”\”‘display: none;\’>’ );
// –>E-mail ini dilindungi dari spam bots, kamu perlu mengaktifkan JavaScript utk melihatnya <!–
document.write( ‘</’ );
document.write( ‘span>’ );
// –>
This email address is being protected from spam bots, you need Javascript enabled to view it This email address is being protected from spam bots, you need Javascript enabled to view it

Indonesia Potensial Jadi Pemasok Material Nano

Jakarta (ANTARA News) – Indonesia sangat potensial dan perlu mengambil peluang menjadi pemasok material nano di pasar global berkaitan dengan dimulainya era revolusi nanoteknologi.

“Sekarang ini dunia sedang mengarah pada revolusi nanoteknologi di mana dalam periode 2010 sampai 2020 akan tejadi percepatan luar biasa dalam penerapan nanoteknologi di dunia industri,” kata Pakar Nanoteknologi dari Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Dr Nurul Taufiqu Rochman M Eng di sela Konferensi Perhimpunan Ahli Teknik Indonesia (PATI) di Jakarta, Selasa.

Nurul menyebutkan ada tiga isu penting dalam pengembangan nanomaterial yakni bagaimana membuat partikel berukuran nano sebagai bahan baku produk nano, bagaimana mengkarakterisasi partikel nano yang telah dibuat dan bagaimana menyusun partikel nano menjadi produk akhir yang diinginkan.

Dalam Seminar “Nano Teknologi Penentu Daya Saing Bangsa” itu ia mengatakan, nanoteknologi berkaitan dengan bagaimana mengatur material, sruktur dan fungsi zat pada skala nano (satu nano meter (nm) sama dengan satu meter dibagi satu milyar -red) sehingga menghasilkan fungsi materi baru yang belum pernah ada sebelumnya.

Sedangkan nanomaterial merupakan landasan utama dalam rantai pengembangan produk nano yang kebutuhannya di pasar global meningkat drastis, kata Ketua Masyarakat Nanoteknologi Indonesia itu.

Dalam pembuatan material nano ada dua proses pendekatan yang perlu dilakukan Indonesia yaitu top-down di mana material misalnya pasir besi dihaluskan sedemikian rupa sampai menjadi seukuran nano meter (sebagai perbandingan, besar atom sama dengan 1 nm -red).

Partikel baru yang sangat halus itu akan mempunyai sifat-sifat dan performan yang jauh lebih baik dan berbeda dengan material aslinya, misalnya teknik pembuatan peralatan elektronik dari semikonduktor silikon yang dibentuk sesuai pola tertentu.

“Dengan pendekatan ini misalnya dapat dibuat IC berukuran 1 cm2 berisikan bermilyar-milyar transistor untuk komponen hardisk berkapasitas penyimpanan terabyte, atau nano baja berstruktur sangat halus mencapai puluhan nm dengan kekuatan dan umur dua kali lipat,” kata Nurul.

Berhubung Indonesia sangat kaya dengan berbagai material, teknologi penghalusan materi menjadi seukuran nano ini harus dikuasai, ia mencontohkan pasir besi yang harganya hanya Rp250 per kg akan melonjak menjadi Rp1 juta per kg jika dijual dalam ukuran nano.

“Harganya jadi 4.000 kali lipat. Itulah mengapa teknologi dan industri pembuatan material nano ini harus dikuasai karena memiliki nilai tambah sangat besar. Indonesia harus menjadi salah satu pemasok terbesar material nano di pasar global,” katanya.

Teknologi ini, ujarnya, saat ini sedang dikembangkan di LIPI, dengan menggunakan sumber-sumber mineral pasir besi yang diseparasi menjadi silika dan alumina yang ketika di-nano-kan dapat diaplikasikan menjadi beton berkekuatan tinggi, menjadi bahan sensor, membran dan lain-lain, sementara yang telah dipurifikasi menghasilkan oksida besi untuk toner printer.

Pendekatan kedua yang juga harus dikuasai adalah bottom-up yakni dengan menyusun atom demi atom atau molekul menjadi bahan yang memenuhi suatu fungsi tertentu yang diinginkan seperti misalnya menyusun atom grafit menjadi intan, ujarnya.(*)
COPYRIGHT © 2007
adtre:
Munculnya kesadaran terhadap ilmu dan teknologi nano diinspirasi dan didorong oleh pemikiran futuristik dan juga penemuan peralatan pengujian dan bahan-bahan. Pada tanggal 29 Desember 1959 dalam pertemuan tahunan Masyarakat Fisika Amerika (American Physical Society) di Caltech, Richard Phillips Feynman (Pemenang Hadiah Nobel Fisika tahun 1965)  dalam suatu perbincangan berjudul “ There’s plenty of room at the bottom”, memunculkan suatu isu yaitu permasalahan memanipulasi dan mengontrol atom (ukuran 0,001 nm) dan molekul (ukuran 0,1 nm) pada dimensi kecil (nanometer) . Di tahun 1981, Scanning Tunneling Microscopy (STM) diciptakan oleh Heinrich Rohrer dan Gerd Binnig (Pemenang Hadiah Nobel Fisika tahun 1986). Beberapa tahun kemudian (1986), Gerg Binnig, Calfin F Quate, dan Christoph Gerber menemukan Atomic Force Microscope (AFM). Melalui peralatan STM dan AFM, para ilmuwan dapat melihat, memanipulasi, dan mengontrol atom-atom secara individu di dimensi nano. Penemuan bahan buckyball/fullerene dan carbon nanotube semakin mendorong para ilmuwan untuk meneliti ilmu dan teknologi nano. Robert Curl, Harold Kroto, dan Richard Smalley (Pemenang Hadiah Nobel Kimia tahun 1996) menemukan buckyball/fullerene di tahun 1985. Buckyball/fullerene tersusun oleh molekul-molekul karbon dalam bentuk bola tak pejal dengan ukuran diameter bola 0,7 nm. Sumio Iijima menemukan carbon nanotube pada tahun 1991 saat ia bekerja di perusahaan NEC di Jepang. Carbon nanotube adalah molekul-molekul carbon berbentuk silinder tak pejal dengan satu atau lebih dinding silinder. Diameter silinder bervariasi dari 1 nm hingga 100 nm. Panjang silinder dapat mencapai ukuran dalam rentang micrometer (1 μm=10-6m) hingga centimeter (1 cm=10-2m). Perbandingan antara ukuran panjang dan diameter carbon nanotube dapat melebihi 1.000.000. Kedua ujung-ujung silinder ditutup oleh fullerene berbentuk setengah bola tak pejal.

Pengenalan dan pemahaman akan ilmu dan teknologi nano sangat terkait dengan definisi nano, bahan berstruktur nano, ilmu nano dan teknologi nano. Nano adalah satuan panjang sebesar sepertriliun meter (1 nm=10-9m). Ukuran tersebut 1000x lebih kecil dari diameter rambut manusia (80 μm). Diameter sel darah merah dan virus hanya sebesar masing-masing 7 μm dan 150 nm. Bahan berstruktur nano merupakan bahan yang memiliki paling tidak salah satu dimensinya (panjang, lebar, atau tinggi) berukuran 1-100 nm. Bahan nano merupakan jembatan antara atom/molekul dan bahan berukuran mikrometer (transistor pada chip computer). Gen atau DNA merupakan bahan nano alami dengan lebar pita gen sebesar 2 nm. Fullerene dan carbon nanotube termasuk bahan nano sintetis karena ukuran diameternya berukuran nano. Partikel-partikel pasir silika dan baja dapat dibuat juga menjadi bahan nano silika dan nano baja. Studi segala fenomena fisika, kimia, dan biologi pada dimensi 1-100 nm disebut ilmu nano (nanoscience). Sedangkan teknologi nano mencakup dua hal. Pertama, seluruh produk-produk dengan ukuran geometri terkontrol (ketelitian satuan pengukuran) yang tersusun oleh paling tidak satu komponen produk dengan satu atau lebih dimensi komponen produk dibawah 100nm yang menghasilkan efek fisika,kimia, atau biologi berbeda dengan komponen produk konvensional berukuran di atas 100 nm tanpa kehilangan daya guna produk nano tersebut. Kedua, peralatan-peralatan untuk tujuan pengujian atau manipulasi yang menyediakan kemampuan untuk fabrikasi dan pergerakan terkontrol atau ketelitian pengukuran dibawah 100nm. Contoh peralatan tersebut yaitu STM dan AFM. Salah satu produk nano yang diperkirakan segera hadir adalah mobil yang dirakit dengan cat mengandung serbuk nano, kerangka mobil terbuat dari komposit carbon nanotube, atau polimer nanokomposit sebagai bahan pengganti lembaran baja.
Nanoteknologi telah merubah cara pandang manusia terhadap iptek itu sendiri. Dengan menguasai nanoteknologi manusia merasa dapat mewujudkan semua impiannya untuk menciptakan material apa saja di dunia ini. Dalam level nano (sepermilyar meter), atom demi atom atau molekul demi molekul dapat disusun dan dimanipulasi sesuai keinginan kita sehingga tidak terjadi pemborosan atau ketidakefisienan partikel seperti pada material dalam paradigma iptek selama ini. Oleh karena itu nanoteknologi telah men-generate konsep-konsep baru dalam berbagai bidang iptek. Diyakini bahwa nanoteknologi akan membawa revolusi pada seluruh aspek kehidupan manusia dalam waktu yang singkat dengan dampak melebihi empat revolusi yang terjadi sebelumnya.
Gambar 1 Revolusi nanoteknologi (manufaktur molekul) memberikan impak yang sebanding dalam waktu singkat dengan empat revolusi industri yang ditempuh dalam dua abad. (Mike Trader Nanotechnology & Society Times of Change, Center for Responsible  Nanotechnology,  2004)

Area aplikasi nanoteknologi sangat luas   dan  menyentuh   hampir    seluruh Aspek kehidupan manusia. Sebagai contoh, pada bidang teknologi informasi (TI) di Indonesia kini terdapat sekitar 60 juta pengguna handphone. Nanoteknologi telah meningkatkan kemampuan dan performansi komponen handphone seperti IC, layar display, memori, antena, baterai dan lainnya sehingga tampak lebih ringkas namun semakin canggih. Perangkat elektronik lainnya seperti komputer juga mengalami evolusi yang sama.

Di bidang farmasi dan kesehatan, produk-produk kesehatan telah menggunakan partikel nano untuk meningkatkan efektifitas obat. Para pakar di bidang ini kini tengah mengembangkan nanoteknologi untuk drug targeted and delivery system. Obat kini didesain dapat mencapai target dengan dosis tertentu sehingga akan lebih efisien dan efektif. Termasuk terobosan dalam bidang ini adalah penggunaan material cerdas yang diimplantasi dalam tubuh manusia untuk kepentingan pendeteksian penyakit. Home appliance yang kini banyak beredar di pasaran seperti kulkas, AC, dan mesin cuci juga memanfaatkan nano partikel perak untuk meningkatkan kualitas kesehatan manusia.

Tak ketinggalan di bidang pangan dan pertanian, nanoteknologi telah memberi pengaruh untuk peningkatan produktifitas. Penelitian di Rusia melaporkan penggunaan nanopartikel besi pada pakan ternak ikan telah berhasil meningkatkan laju pertumbuhan sebesar 30%. Lain halnya Tata Chemical (India) yang memanfaatkan partikel dalam skala nano pada pupuk untuk mendapatkan hasil pertanian yang lebih baik secara kualitas maupun kuantitas. Aplikasi lainnya seperti penggunaan nanosensor untuk men-trace keberadaan ternak, produk water treatment (dengan senyawa berbasis 40 nm lanthanum) untuk membersihkan aquaculture, serta nanovaksin merupakan produk nanoteknologi. Nanoteknologi juga dimanfaatkan pada bidang lainnya, seperti nanobaja pada bidang transportasi, hidrogen strorage materials untuk energi, rompi tahan peluru untuk hankam dan lain sebagainya.

Nanotechnology or die?

Dapat dipahami bahwa nanoteknologi secara nyata mampu meningkatkan kualitas kehidupan manusia. Adalah Bill Clinton, Presiden Amerika Serikat yang pertama kali menetapkan nanoteknologi sebagai strategi baru untuk memenangkan persaingan global dengan membentuk National Nanotechnology Initiative (NNI) serta mengalokasikan $464 juta di tahun 2001 (dan meningkat menjadi $1,5 milyar pada tahun 2008). Pertumbuhan investasi R&D Amerika di bidang nanoteknologi ini merefleksikan dukungan penuh dan konsisten dari pemerintah yang memang dilatarbelakangi oleh kesadaran akan potensi nanoteknologi dalam Meningkatkan pemahaman dasar dan kontribusi terhadap kepentingan nasional seperti daya saing ekonomi, hankam, dan kesehatan. Langkah strategis ini langsung diikuti oleh negara-negara lain di dunia seperti Jepang, Perancis, Jerman, Australia, Taiwan, Cina. Bahkan di negara-negara ASEAN pun nanoteknologi sudah menjadi topik bahasan yang terus meningkat.

Nanoteknologi telah men-drive bisnis-bisnis baru dengan pertumbuhan yang Pesat. Para pakar nano meramalkan bahwa peluang nanoteknologi dalam pasar industri akan meningkat secara drastis dari tahun 2010 ~ 2020 (lihat Gambar 2) dan menjadi jenuh pada tahun-tahun sesudahnya. Hal ini karena pada saat itu produk-produk nano di pasar sudah sangat masive jumlahnya. Diprediksi pertumbuhan produk nano di dunia akan meningkatkan drastis dari $300 juta (2005) menjadi $2.9 triliun pada 2014. Oleh karena itu, pengembangan nanoteknologi harus dilakukan dengan cepat pada masa sekarang ini. Jika tidak, maka peluang pengembangan nanoteknologi akan terlewatkan, dan sebagai konsekuensinya akan menjadi  negara yang tertinggal dan kalah karena tidak akan mampu bersaing dengan negara-negara lain di dunia ini. Keyakinan inilah yang membuat Presiden Korea Selatan tanpa ragu menyemboyankan “Go Nano or Die”.
Pengembangan nanoteknologi dalam konteks ke-Indonesia-an
Nanoteknologi tidak dapat dihindari lagi entah kita mempersiapkan diri atau tidak. Dalam kenyataannya, Indonesia memiliki keunggulan komparatif  yang berupa kekayaan sumber daya alam baik berupa berbagai mineral alam sebagai bahan baku pembuatan produk dan sumber energi, dan keragaman hayati flora dan fauna dalam jumlah yang luar biasa. Namun, sumber daya tersebut masih belum banyak diberikan nilai tambah sehingga belum dapat dijadikan sebagai penentu daya saing bangsa.
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: 1) pemanfaatan nanoteknologi untuk pembuatan nanomaterial yang ditargetkan untuk pensuplai bahan baku produk nano untuk aplikasi di bidang TI, transportasi, elektronik, dll., 2) pemanfaatan nano-bioteknologi yang ditargetkan untuk peningkatan hasil pangan dan pertanian, 3) pemanfaatan nanoteknologi di bidang farmasi dan kesehatan yang ditargetkan untuk peningkatan kualitas obat Indonesia, dan 4) 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.

sumberhttp://nanozr.co.id/?page_id=54

Carbon Nanotube dan Teknologi Nano

Oleh Dr. Ratno Nuryadi

Aplikasi teknologi nano yang mampu merambah ke berbagai aspek, seperti bidang elektronika, material, biologi, kimia, dan lain-lain, telah membuat teknologi tersebut semakin popular dan menjadi tren teknologi saat ini. Dari segi bahasa, istilah ”nano” diambil dari ukuran suatu benda/material dalam skala nanometer.

Satu nanometer sama dengan sepermiliar meter. Ukuran ini sudah berdekatan dengan ukuran satu atom yang berukuran beberapa amstrong saja (1 amstrong sama dengan sepersepuluh nanometer). Berarti, suatu benda dalam skala nanometer tersusun dari atom dalam jumlah beberapa atom atau puluhan atom saja. Kita bisa mengimajinasikan perbandingan antara alam di sekitar kita yang berukuran satuan meter dan alam nanometer, ibarat membandingkan besar bumi yang berdiameter kurang lebih 13 ribu kilometer dengan kelereng yang hanya berdiameter 1.3 cm. J

adi benda-benda berukuran nanometer itu amat kecil sekali, bahkan hanya bisa dilihat dengan mikroskop modern dewasa ini, seperti atomic force microscopy (AFM), scanning tunneling microscopy (STM) atau mikroskop sejenisnya. Di bidang ilmu material, para ahli secara aktif menggali dan mengembangkan material baru dalam rangka menunjang perkembangan teknologi nano di bidang lain. Dalam kurun waktu 10 tahun ini saja, telah dikenal beberapa material baru, seperti carbon nanotube, fullerene, dendrimer dan lain-lain, yang ketika pertama ditemukan sempat menghebohkan para ahli karena karakteristiknya yang unik dan fantastis.

Carbon nanotube yang kemudian dikenal dengan singkatan CNT, mempunyai bentuk seperti pipa, yang di kulitnya tersusun atas unsur karbon dan di dalamnya terdapat ruang rongga. Material ini ditemukan pertama kali oleh peneliti dari perusahaan Nippon Electronics Company (NEC) Jepang bernama Sumio Iijima pada tahun 1991. Sebelumnya, Iijima menekuni material fullerene yang berbentuk mirip bola sepak, yaitu material berunsur karbon yang ditemukan pada tahun 1985. Pada masa itu, ribuan peneliti di seluruh dunia tertarik dan bersaing untuk mengeluarkan hasil risetnya tentang fullerene. Iijima sendiri memfokuskan penelitiannya terhadap bagaimana proses pertumbuhan fullerene melalui penggunaan alat mikroskop elektron, dan memprediksikan bahwa dalam pertumbuhannya akan didapatkan juga bentuk bawang bombay. Namun perkiraan Iijima ini ternyata meleset. Dia tidak mendapatkan bentuk bawang bombay melainkan fullerene dalam bentuk pipa dengan sifat kimiawi yang stabil. Hal ini tentu amat mengejutkan karena penemuan ini pun suatu hal yang istimewa. Selanjutnya material tersebut diberi nama carbon nanotube (CNT).

Penemuannya ini kemudian dipublikasikan pada majalah paling bergengsi di dunia sains yaitu Nature pada bulan November tahun 1991. Prestasi yang menakjubkan ini mengagetkan para peneliti saat itu, dan membuat mereka penasaran untuk menguji karakteristik yang dimilikinya. Maka, menjamurlah penelitian di seantero dunia dengan fokus CNT dari berbagai macam disiplin ilmu, baik itu segi pembuatan, mekanik, fisika, kimia maupun elektronik. Perlu diketahui bahwa jenis CNT yang pertama kali ditemukan oleh Iijima adalah CNT dengan dinding pipa berlapis-lapis, dan kemudian dikenal dengan multiwalled carbon nanotube (MWCNT). Meskipun CNT ini mempunyai karakteristik cukup unik, namun penelitian secara teori mengindikasikan bahwa jenis CNT berdinding satu lapis, yang dikenal dengan singlewalled carbon nanotube (SWCNT), mempunyai karakter lebih menarik dan fantastis. Terutama lagi, untuk SWCNT yang berdiameter lebih kecil dari 2 nanometer. Karena itu, merupakan problem mendasar bagi para peneliti saat itu untuk menemukan cara pembuatan SWCNT. Baru dua tahun kemudian (tahun 1993), Iijima dan grup penelitian International Business Machines (IBM) secara berdiri sendiri berhasil menemukan metode baru untuk membuat SWCNT. Metode pembuatan ini terus mendapat perhatian, yang akhirnya pada tahun 1996, grup penelitian Universitas Rice, Amerika, berhasil mengembangkan metode pembuatan SWCNT dalam jumlah besar. Selain bisa membuat dalam jumlah cukup besar, yang lebih menarik lagi adalah bisa dibuatnya SWCNT dalam ukuran/diameter yang hampir sama. Dalam perkembangannya, peneliti dari universitas Cambridge, Inggris juga berhasil menemukan sebuah metode yang selain bisa membuat SWCNT dalam diameter yang seragam, bisa juga memposisikan CNT di suatu sampel, yang antara satu dengan lainnya mempunyai jarak yang teratur. Suksesnya metode penumbuhan ini mengantarkan para peneliti lebih mudah berkreasi dalam mengembangkan penelitiannya di berbagai aspek bidang.

Meskipun penemuan CNT lebih lambat dibandingkan fullerene, namun aplikasinya lebih cepat direalisasikan. Ini disebabkan karena teknologi pengontrolan posisi CNT pada suatu obyek lebih cepat ditemukan. Jika dilihat dari sifat yang dimilikinya, aplikasi CNT pada dasarnya bisa dibagi dalam tiga kelompok, yaitu dari sisi kekhasan bentuknya, karakteristik listrik dan karakteristik kimiawinya. Dari sisi kekhasan bentuknya, CNT yang mempunyai bentuk yang sangat lancip dan pada kondisi tertentu mempunyai daya penghantar listrik yang tinggi, mudah memancarkan elektron dari ujung CNT ketika tegangan listrik dikenakan. Karena itu, CNT potensial sekali dipakai untuk divais field-electron emitter (FE). FE adalah divais yang dipakai untuk pembuatan flat-panel display. Penggunaan CNT pada FE, menjadikan FE bisa bekerja secara efisien meskipun pada tegangan rendah. Ini berarti, divais FE dengan energi rendah bisa mudah direalisasikan. Sampai saat ini, penggunaan material CNT untuk flat-panel display sudah mencapai pada tingkat percobaan, dan sukses sebagaimana yang diharapkan.

Diperkirakan, di masa mendatang akan menjadi pesaing berat bagi display dari jenis liquid kristal, plasma display atau jenis lainnya. Selain bisa diaplikasikan pada pembuatan display, karena sifat mekanik yang kuat namun lentur, dan sifat kimiawinya yang stabil, CNT juga potensial untuk digunakan sebagai jarum pada mikroskop modern jenis scanning probe microscopy (SPM). Penggunaan CNT sebagai jarum ini akan mempermudah untuk mendeteksi suatu struktur berukuran nanometer, bahkan sampai ukuran atom. Aplikasi lain dari CNT ini adalah digunakannya CNT sebagai elektroda tembus pandang. Elektroda jenis ini dibutuhkan dalam pembuatan solar cell, yaitu jenis teknologi untuk merubah energi cahaya menjadi energi listrik. Dari sisi karakteristik listriknya, CNT mendapat perhatian yang luar biasa, terutama dalam kaitannya dengan pembuatan kuantum divais. Ini karena, sifat penghantaran listrik pada CNT bisa dikontrol menjadi bersifat konduktor, isolator atau semikonduktor, dengan cara mengubah metode penggulungan CNT. Yang lebih penting lagi, struktur SWCNT yang berdiameter 1-2 nanometer namun mempunyai panjang lebih dari 1 mikrometer, bisa berfungsi sebagai quantum wire (kuantum kawat).

Ukuran antara mikro dan makro ini berada pada wilayah mesoskopik yang di dalamnya akan muncul fenomena unik seperti single-eletron tunneling atau fenomena kuantum lainnya (Kompas, 12 Mei 2004). Selama ini, kuantum kawat berukuran puluhan nanometer hanya dibuat melalui teknologi semikonduktor. Itu pun diperlukan ketelitian yang tinggi dan biaya yang tidak murah. Karena itu, bisa diproduksinya SWCNT dalam jumlah yang besar, dan sifat penghantarannya yang mudah diprediksi, menjanjikan angin segar untuk diaplikasikan dalam berbagai divais elektronika. Dari sisi karakteristik kimiawinya, CNT bisa dipakai sebagai material penyerap dan penyimpan gas hidrogen, material yang diperlukan dalam pembuatan full cell.

Full cell adalah jenis baterai yang bisa membangkitkan energi listrik dari reaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen. Jenis pembangkit ini mendapat perhatian yang tinggi terutama bagi para peneliti bidang energi, karena diharapkan bisa menggantikan energi minyak bumi yang sekarang banyak dipakai di berbagai bidang. Full cell ini merupakan teknologi yang sangat ramah terhadap lingkungan, karena dari output-nya hanya menghasilkan air saja. Di Jepang, walaupun jumlahnya masih sedikit, sebagian dari mobil atau taksi yang berjalan di jalan umum sudah menggunakan teknologi ini dan tidak menggunakan bensin atau solar sebagai bahan bakarnya.

Demikianlah, teknologi nano khususnya CNT telah mendapat perhatian yang besar di negara-negara maju, seperti Jepang, Amerika maupun Eropa, karena merupakan teknologi yang sangat potensial di masa mendatang. Kabarnya, di negeri tetangga kita seperti Malaysia, Singapura dan Thailand juga tidak ketinggalan mulai menanam saham dengan mengembangkan penelitian teknologi ini. Bagaimana dengan Indonesia? Kalau tidak mau tertinggal negara lain di kemudian hari, sudah sepatutnya pemerintah Indonesia memikirkan kebijakan pengembangan teknologi nano di Indonesia. Mudah-mudahan pemerintah baru yang terbentuk lewat pemilu Juli 2004 nanti mempunyai arahan ke sana. (*) Penulis adalah peserta program post doctoral pada bidang Nanoteknologi semikonduktor di Shizuoka University, Jepang.

sumber : http://www.sinarharapan.co.id/berita/0406/29/ipt01.html