20 Contoh Penerapan Nanoteknologi di Berbagai Bidang dan Penjelasannya

20 Contoh Penerapan Nanoteknologi di Berbagai Bidang dan Penjelasannya — Masih ingatkah kamu dengan kimia hijau yang sebelumnya pernah kamu pelajari?

Nah, nanoteknologi merupakan salah satu penerapan 12 prinsip kimia hijau di poin nomor dua yaitu memaksimalkan nilai ekonomi dari suatu atom.

Supaya kamu lebih paham mengenai materi terkait kimia hijau, khususnya nanoteknologi, berikut Mamikos hadirkan contoh penerapan nanoteknologi di berbagai bidang dan penjelasannya. Simak, ya!

Pengertian Nanoteknologi

Menurut Nano Teknologi di Bidang Kesehatan yang ditulis oleh Floridha & Pristya (2016), Nanoteknologi ialah teknologi yang melibatkan atom serta molekul dengan ukuran yang lebih kecil dari 1.000 nanometer.

Salah satu kelebihan yang menarik dari nanoteknologi adalah kemampuan duplikasi diri secara otomatis.

Kemampuan ini menyontek kemampuan reproduksi makhluk hidup di mana sel-sel dalam tubuh kita juga memiliki kemampuan dalam memperbaharui diri sehingga sel yang amti dan rusak akan digantikan oleh sel baru.

Meskipun memiliki kemampuan self replication, tapi atom-atom tersebut tetap tidak sama dengan sel makhluk hidup karena tidak memiliki kemampuan untuk beradaptasi terhadap lingkungannya.

Dengan karakter-karakter ini, nanoteknologi bisa menghasilkan banyak materi/bahan/serat dengan kekuatan dan kualitas yang sangat baik apabila kita mampu merancang dengan baik dari skala terkecilnya.

Tujuan Nanoteknologi

Tujuan dari nanoteknologi antara lain:

1. Meningkatkan Kinerja dan Efisiensi Produk

Nanoteknologi bertujuan meningkatkan performa produk dengan memanfaatkan sifat-sifat fisik dan kimia materi pada skala nano yang berbeda dengan sifat-sifat material pada skala makro.

2. Mengurangi Dampak Lingkungan

Nanoteknologi dikembangkan dengan tujuan menemukan solusi ramah lingkungan dengan mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya, meningkatkan efisiensi serta mengembangkan teknologi pembersih polusi.

3. Meningkatkan Kesehatan dan Pengobatan

Salah satu tujuan penting nanoteknologi yaitu memajukan bidang kesehatan melalui pengembangan teknologi yang dapat mendeteksi, mencegah dan mengobati penyakit dengan lebih akurat.

Sifat Nanoteknologi

Berikut beberapa sifat nanoteknologi yang wajib kamu ketahui sebelum kita melihat contoh dan penjelasan penerapan nanoteknologi di berbagai bidang:

1. Berukuran Sangat Kecil

Nanopartikel berukuran nano yaitu antara 1-100 nanometer. Ukuran ini berates ribu lipat lebih kecil daripada satu helai rambut manusia sehingga biasanya hanya bisa diamati dari mikroskop elektron.

2. Sifat Mekanik yang Ditingkatkan

Nanomaterial biasanya mempunyai sifat yang lebih kuat, tahan lama serta fleksibel jika kita bandingkan dengan makromolekulnya.

3. Sifat Elektronik dan Optik yang Berbeda

Tidak hanya sifat mekaniknya saja, tapi sifat elektronik nanopartikel berbeda dibanding makromolekulnya.

Contohnya nanopartikel semikonduktor bisa menunjukkan efek kuantum yang mempengaruhi bagaimana bahan itu menghantarkan listrik.

Selain itu, nanopartikel bisa memiliki sifat optik yang unik. Misalnya, nanopartikel emas dapat memantulkan warna yang berbeda-beda tergantung ukuran serta dapat dimanfaatkan untuk pencitraan biomedis dan pengobatan kanker.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Berbagai Bidang

Berikut contoh penerapan nano teknologi di berbagai bidang yang Mamikos rangkum dari Kimia Nano yang ditulis oleh Fahmi & Wibrianto (2021) beserta Nano Teknologi di Bidang Kesehatan yang ditulis oleh Floridha & Pristya (2016). Simak, ya!

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Kecantikan

Penerapan nanoteknologi salah satunya ada di bidang kecantikan, berikut beberapa contoh penerapan yang sudah Mamikos rangkumkan khusus untukmu:

1. Tabir Surya

Produk kecantikan yang satu ini tentu tidak absen untuk dipakai terutama oleh kaum perempuan karena termasuk salah satu skin care wajib yang dipakai guna mengurangi efek sinar UV pada kulit.

Ternyata, dalam tabir surya yang kita pakai terdapat penerapan nanoteknologi di dalamnya, khususnya nanopartikel seperti titanium oksida dan seng oksida yang memberikan perlindungan dari sinar UV.

2. Lipstik

Penerapan nanoteknologi di bidang kecantikan lainnya yaitu pada pewarna bibir atau lipstik.

Nano partikel dapat kita temukan pada pigmen warna yang dipakai sebagai pewarna bibir contohnya oksida besi.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Elektronika

Penggunaan nanoteknologi di bidang elektronika bisa kita temukan dalam produk berikut ini:

1. Light Emitting Diodes (LED)

Di masa lalu kecerahan dan kualitas gambar pada layar televisi maupun computer belum secanggih sekarang.

Hal ini disebabkan karena semakin canggihnya penemuan terkait nanopartikel dalam teknologi LED.

Telurida timbal nanokristalin, cadmium sulfide (CdS), serta seng selenida dan sulfide merupakan contoh nanopartikel menjadi bahan penyusun diode pemancar cahaya atau LED tampilan modern.

2. Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS)

CMOS merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan di industri cip komputer. Teknologi ini biasanya dirancang dalam pembentukan sirkuit terintegrasi atau Integrated Circuit (IC).

Contoh peran nanopartikel yang melibatkan CMOS yaitu pada ponsel Nokia PureView 808 dengan nanopartikel polimer.

Pemancaran dari fluoresensi nanopartikel polistirena (dengan diameter 100 nm) yang dilakukan oleh Laboratorium Ozcan pada ponsel tersebut dilengkapi dengan sensor CMOS resolusi tinggi dan menggunakan teknologi pixel binning.

Teknologi tersebut memungkinkan pengambilan cahaya lebih banyak pada waktu langsung daripada kamera zoom biasa.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Pangan

Nanoteknologi sudah dikembangkan di bidang pangan. Contohnya adalah pada:

1. Penguat Rasa dan Pewarna Makanan

SiO₂ (E551), MgO (E530), dan TiO₂ (E171) dimanfaatkan sebagai anti-caking, penguat rasa makanan serta zat aditif pewarna makanan.

2. Suplemen Makanan Ternak

Tembaga oksida, oksida besi, dan seng oksida kerap digunakan sebagai suplemen makanan bergizi yang ditambahkan dalam pakan ternak.

Apalagi, Otoritas Keamanan Pangan Eropa pernah memaparkan kesimpulan jika penggunaan tembaga (I) oksida sebagai suplai nutrisi untuk semua spesies hewan tidak menjadi perhatian keamanan konsumen.

3. Pengemasan Makanan

Nanomaterial telah berhasil dikembangkan untuk pengemasan makanan dengan menggantikan pengemasan makanan secara konvensional.

Di antara banyaknya nanomaterial yang dikembangkan sebagai alternatif pengemasan makanan, nanoclay merupakan salah satu produk unggulan yang disarankan karena sifat mekanis, termal, penghalang dan berbiaya rendah.

Selain itu dikembangkan pula nanomaterial yang bisa dimakan dengan memanfaatkan bahan kimia organik dari bahan alami seperti pektin dari apel dan protein kinoa atau kitosan.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Konstruksi

Nanoteknologi juga sudah merambah sektor konstruksi lho! Berikut beberapa contoh penerapan nanoteknologi dalam bidang konstruksi:

1. Semen

Nanoteknologi sudah berhasil menghadirkan semen yang lebih berkualitas dibanding semen konvensional.

Nanosilika dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan semen sudah terbukti bisa membantu memproduksi komposit semen dengan kekuatan mekanik yang lebih tinggi dan ketahanan terhadap air yang lebih tinggi dari ion klorida.

2. Cat

Ditambahkannya nanopartikel pada cat meningkatkan kemampuan insulasi serta ketahanan suatu logam yang dilapisi cat dari korosi.

Sifat hidrofobik cat ini menolak air sehingga dapat digunakan untuk melapisi pipa dari bahan logam serta tetap tahan meski tersiram air garam.

Penggunaan nanopartikel dalam cat juga menyebabkan berat cat ini lebih ringan sehingga bisa digunakan untuk melapisi cat pesawat terbang.

Dari segi berat, jumlah, ketahanan bahkan biaya, cat dengan nanopartikel ini bukan hanya menguntungkan untuk perusahaan atau konsumen tapi juga lingkungan.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Lingkungan

Selaras dengan tujuannya yang dimaksudkan untuk menemukan solusi dari masalah lingkungan, berikut contoh penerapan nanoteknologi di bidang lingkungan!

1. Dekontaminasi Air Tanah

Kita bisa mendapatkan air yang layak digunakan dari air yang sudah terkontaminasi dengan cara dekontaminasi menggunakan nanopartikel.

Caranya yaitu, nanopartikel akan disuntikkan pada lokasi yang diinginkan. Kemudian, nanopartikel akan terbawa sepanjang aliran air tanah dan mendekontaminasi air dengan cara melumpuhkan kontaminan.

Pada saat terjadinya proses dekontaminasi ini, reaksi kimia yang terlibat di dalamnya merupakan reaksi redoks.

2. Membersihkan Tumpahan Minyak

Limbah minyak di laut menjadi isu lingkungan serius di dunia karena dapat menyebar dengan cepat dan jarak yang jauh.

Nanopartikel juga bisa dimanfaatkan untuk membersihkan tumpahan minyak karena terbukti menjadi metode yang paling efektif jika menggunakan cara konvensional.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Energi

Nanoteknologi juga bisa kita rasakan manfaatnya di bidang energi. Beberapa penerapannya di bidang energi antara lain:

1. Baterai

Kita bisa menyimpan energi dalam sebuah baterai. Baterai konvensional yang berstruktur seperti busa (aerogel) belakangan telah mengalami modifikasi menjadi baterai dengan nanoteknologi.

Baterai yang dikembangkan dengan nanoteknologi terbuat dari nikel nanokristalin dan hidrida logam dengan luas permukaan yang besar sehingga memerlukan lebih sedikit pengisian ulang karena dapat bertahan lebih lama.

2. Sel Surya

Hingga saat ini masih diujikan penelitian secara ekstensif terhadap nanopartikel untuk energy terbarukan.

Penyerapan cahaya dan UV yang lebih tinggi dengan lapisan refleksi sangat rendah pada sel surya telah meningkatkan efisiensinya secara signifikan.

Konduktivitas termal yang tinggi serta kapasitas penyerapan panas dari nanopartikel tertentu digunakan untuk melapisi boiler dan konsentrator surya guna meningkatkan efisiensi termalnya.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Kesehatan

Penerapan nanoteknologi di bidang medis atau kesehatan yaitu:

1. Nanomedicine

Nanomedicine yang dikembangkan oleh para ilmuwan dimaksudkan untuk mengatasi masalah pada teknologi konvensional, diantaranya yaitu untuk membunuh sel kanker secara efektif, diagnosa serta penggantian organ dengan cepat.

2. Nanoshells

Nanoshells berupa bola kaca berukuran mikroskopis yang dilapisi oleh emas. Nanoshells dirancang untuk mengikat komponen-komponen tertentu dalam tubuh yang kemudian dipanaskan dengan laser untuk menghancurkan jaringan yang rusak.

Nanoshells juga dimaksudkan untuk dapat mendeteksi adanya sel kanker serta mengobatinya.

3. Vaksin Instan

Tim peneliti dari University of Washington (UW) telah mengadakan uji coba menggunakan tikus dengan menyuntikan nanopartikel dengan protein rekayasa yang meniru efek infeksi dan mengikat kalsium fosfat.

Setelah 3 bulan didapatkan tikus yang telah terjangkit penyakit memproduksi sel T “pembunuh” tiga kali lipat lebih banyak dari jumlah awal.

Hal ini menunjukkan bahwa nanopartikel sukses dalam mengangkut protein ke kelenjar getah bening sehingga nanopartikel terbukti mengaktifkan respons imun yang kuat.

Dengan hasil ini diharapkan proses produksi vaksin secara konvensional yang memakan banyak waktu karena diproduksi massal di satu tempat baru kemudian didistribusikan akan menjadi lebih singkat.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Pertanian

Di bidang pertanian, nanoteknologi juga memiliki peran tersendiri yaitu antara lain:

1. Smart Field Systems

Penerapan nanoteknologi dan sensor dapat digabungkan untuk memantau dan mengelola kegiatan pertanian secara lebih optimal.

Teknologi ini memungkinkan kita untuk mengolah lahan lebih efisien dengan pendeteksian kelembapan tanah, suhu, nutrisi serta kondisi tanaman yang lebih mendalam.

2. Pupuk

Pupuk dengan nanopartikel dirancang untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi penyerapan nutrisi oleh tanaman.

Pupuk dibuat dalam ukuran nano sehingga distribusi nutrisi akan lebih merata sesuai dengan kebutuhan tanaman.

Contoh Penerapan Nanoteknologi di Bidang Konveksi

Di bidang konveksi, nanoteknologi menghasilkan beberapa jenis kain yang memiliki kualitas lebih dibanding kain konvensional, di antaranya:

1. Kain Antimikroba

Nanoteknologi berupa nanopartikel perak bisa dimanfaatkan untuk memproduksi kain yang bisa melawan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur.

Pakaian semacam ini sangat berguna bagi orang-orang yang bekerja di bidang medis, olahraga serta pekerjaan lain yang menuntut kehigienisan tinggi.

2. Kain Tahan Air dan Noda

Nanoteknologi memungkinkan kita mendapatkan jenis kain yang memiliki sifat hidrofobik sehingga bisa menolak air serta cairan jenis lain.

Partikel nano diterapkan pada permukaan kain untuk menciptakan lapisan pelindung yang membuat air, minyak serta noda tidak mudah menempel di kain tersebut.

Penutup

Itulah beberapa contoh penerapan nanoteknologi di berbagai bidang beserta dengan penjelasannya.

Kamu bisa mencari tahu materi kimia kelas X serta contoh soal latihan terkait di blog ini ya! Berikut beberapa informasi tambahan yang Mamikos rangkumkan dalam sesi FAQ!

FAQ

---

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta