Download - Pengantar Nano Sains_kuliah 1
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
1/24
PENGANTAR NANO SAINSKuliah_1
Tuty Emilia Agustina
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
2/24
MENGAPA NANO ?
Nanoteknologi adalah ilmu danrekayasa dalam penciptaan material,
struktur fungsional, maupun piranti
dalam skala nanometer Dalam terminologi ilmiah nano berarti
10-9 (0,000000001)
1 nm = 1/seribu mikrometer= 1/sejuta milimeter
= 1/miliar meter
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
3/24
Jika panjang pulau Jawa dianggap 1meter, maka panjang 1 nm kira-kira
sama dengan diameter sebuah
kelereng
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
4/24
Material berukuran nano memilikisejumlah sifat kimia dan fisika yang lebihunggul dari material ukuran besar (bulk)
Material berukuran nano juga memiliki
sifat-sifat yang lebih kaya karenamenghasilkan beberapa sifat yang tidakdimiliki oleh material ukuran besar,dimana sejumlah sifat tsb dapat diubah-
ubah dengan melalui pengontrolanukuran material, pengaturan komposisikimiawi, modifikasi permukaan, danpengontrolan interaksi antar partikel
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
5/24
Aplikasi dalam berbagai bidang
Elektronik (pengembangan deviceukuran nanometer)
Energi (pembuatan sel surya yang lebihefisien)
Kimia (pembuatan katalis yang lebihefisien)
Kedokteran (pengembangan peralatanbaru pendeteksi sel-sel kanker
berdasarkan pada interaksi antar selkanker dengan partikel berukurannanometer)
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
6/24
Nanopartikel magnetik yang
telah berada dalam sel tumor
Setelah diarahkan dengan medan magnetik dari luar tubuh,
nanopartikel magnetik dapat dipanaskan secara lokal
dengan menerapkan medan magnetik luar yang berubah-
ubah. Pemanasan tsb hanya membunuh sel-sel
disekitarnya (sel tumor)
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
7/24
Kesehatan (pengembangan obat-obatdengan ukuran butir beberapananometer sehingga dapat melarutdengan cepat dalam tubuh sehingga
bereaksi lebih cepat dan pengembanganobat ‘smart’ yang bisa mencari sel-seltumor dalam tubuh langsung mematikansel tsb tanpa mengganggu sel-selnormal)
Lingkungan (penggunaan partikel skalananometer untuk menghancurkanpolutan organic di air sungai dan udara)
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
8/24
Tablet nanopartikel
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
9/24
Pengkapsulan nanopartikel
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
10/24
Mengapa mereduksi ukuran
menjadi skala nanometer penting ?
Karena sifat-sifat material (fisik, kimia,biologi) berubah dramatis ketikadimensinya masuk dalam skala nano
Sifat-sifat tersebut ternyata bergantungukuran, bentuk, kemurnian permukaan,maupun topologi material
Dipercaya setiap sifat memiliki ‘skalapanjang kritis’. Ketika dimensi materiallebih kecil dari panjang kritis tsb, makasifat-sifat fisis fundamental mulai
berubah
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
11/24
contoh
Partikel tembaga dengan diameter 6 nmmemperlihatkan kekerasan 5x lebihbesar daripada tembaga ukuran besar(bulk)
Keramik yang umumnya mudah pecahdapat dibuat menjadi fleksibel jikaukuran bulir (grain) direduksi ke dalam
orde nanometer Cadmium Selenide (CdSe) dapat
menghasilkan warna yang berbeda-bedadengan mengontrol ukuran partikel
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
12/24
Perbedaan warna yang
dihasilkan nanopartikel CdSe
karena perbedaan ukuran
Jika ukuran partikel
makin kecil makaspektrum warna
yang dipancarkan
bergeser ke warna
biru (panjang
gelombang pendek)
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
13/24
Material nanostruktur
Para ilmuwan sepakat bahwa yangdapat dikelompokkan dalam skala
nanometer adalah ukuran yang lebih
kecil dari 100 nm Dimensi ini digunakan untuk
membedakan dengan ukuran
mikrometer (ribuan nanometer) dansubmikrometer (ratusan nanometer)
yang telah lebih dulu digunakan
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
14/24
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
15/24
Material nanostruktur
Adalah material yang tersusun atasbagian-bagian kecil, dimana tiap-tiap
bagian berukuran kurang dari 100
nanometer, walaupun ukuran materialsecara keseluruhan cukup besar dan
sifat bagian-bagian kecil tsb tetap
dipertahankan
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
16/24
Contoh material nanostruktur
NanopartikelYaitu partikel dengan diameter kurangdari 100 nm, disebut juga nanodot atauquantum dot
NanorodYaitu semacam kawat atau silinder yangmemiliki diameter kurang dari 100 nm,berapapun panjangnya. Disebut juga
nanowire. Contohnya pembuatancarbide nanorods (TiC, NbC, SiC, dll)dengan diameter 2-30 nm dan panjanghingga 20 µm telah dilaporkan
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
17/24
Nanoribbon Adalah material berbentuk pita dengan
ketebalan kurang dari 100 nm Nanosheet
Material berbentuk lembaran denganketebalan kurang dari 100 nm
NanotubeMaterial berbentuksilinder dengan ketebalankulit silinder kurang dari 100 nm. Contohcarbon nanotube
NanoporousMaterial yang mengandung sejumlah porosdan ukuran tiap poros kurang dari 100 nm.Contoh zeolit
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
18/24
Perbedaan nanosheet dan nanoribbonterletak pada dimensi lebarnya. Padananoribbon, lebar material tidak terlalubesar (beberapa ratus nanometer)dan panjangnya jauh lebih besardaripada lebar.
Sedangkan nanosheet memiliki panjang
yang hampir sama dengan lebar danukurannya ratusan nanometer hinggabeberapa mikrometer
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
19/24
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
20/24
catatan Walaupun semua material tersusun atas
bagian-bagian kecil seperti atom, molekul,atau kluster yang berukuran bbrpnanometer, namun material tsb tidaklangsung dapat dikategorikan sbg materialnanostruktur. Ketika tersusun menjadi
material yang berukuran besar, bisaterjadi sifat individual partikel-partikel kecilpenyusun material hilang. Jika demikianyang terjadi maka material yang terbentuktidak dikatakan material nanostruktur.Namun, jika sifat individual partikel-partikel penyusun masih terbawa padamaterial besar, maka material tsbdikatakan sbg material nanostruktur.
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
21/24
NANOTEKNOLOGI_definisi
Design, karakterisasi, produksi, danaplikasi material, divais, dan system-
system dengan cara mengendalikan
bentuk dan ukuran pada tingkatnanoskala
Nanoskala berdasarkan konsensus
saat ini mencakup ranah dari 1-100nm
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
22/24
Sifat material nanostruktur
bergantung pada :
Ukuran maupun distribusi ukuran
Komponen kimiawi unsur-unsur
penyusun material tsb
Keberadaan interface (grain
boundary)
Interaksi antar grain penyusun
material nanostruktur
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
23/24
-
8/19/2019 Pengantar Nano Sains_kuliah 1
24/24