35
KARYA ILMIAH TEKNOLOGI MASA DEPAN ”NANOTEKNOLOGI” ”NANOTEKNOLOGI” ”NANOTEKNOLOGI” ”NANOTEKNOLOGI” Disusun Oleh : MARIO E. POLI 020213044 DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS SAM RATULANGI FAKULTAS TEKNIK MANADO 2006

Karya Ilmiah Nanoteknologi

Embed Size (px)

Citation preview

KARYA ILMIAH

TEKNOLOGI MASA DEPAN

”NANOTEKNOLOGI””NANOTEKNOLOGI””NANOTEKNOLOGI””NANOTEKNOLOGI”

Disusun Oleh :

MARIO E. POLI

020213044

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS SAM RATULANGI

FAKULTAS TEKNIK

MANADO

2006

ABSTRAK

Nanoteknologi atau nanosains adalah ilmu pengetahuan dan teknologi

pada skala nanometer, atau sepermilyar meter. Richard Feynman dalam

ceramahnya yang berjudul “There is plenty room at the bottom” pada tahun 1959,

mengemukakan bahwa, seorang fisikawan mampu membuat senyawa dengan

struktur apapun yang diinginkan seorang kimiawan, dengan cara menyusun atom-

atom yang diperlukan, dan merangkainya berdasarkan hukum fisika untuk

membentuk senyawa baru tersebut. Berdasarkan pandangan ini, pendekatan yang

dipergunakan berbeda dengan pendekatan teknologi sekarang yaitu bersifat

bottom up atau bisa disebut molekular teknologi karena berusaha membangun

suatu produk atom demi atom atau molekul demi molekul. Pendekatan ini

memiliki keunggulan utama dibandingkan teknologi konvensional yaitu

kemampuannya untuk memanipulasi material dengan fleksibel sesuai keinginan

desainernya sebagai akibat pengontrolan pada level molekul. Hasil dari

keunggulan ini adalah produk hampir tanpa cacat, tidak adanya atau sedikit

limbah yang dihasilkan dan hemat energi.

Ilmuwan yang terkenal dalam konsep nanoteknologi adalah K.E. Drexler.

Drexler mengembangkan nanoteknologi molekular dengan meniru apa yang

terjadi pada sel. Hukum ini selanjutnya disebut Drexlerian Nanoteknologi dengan

idenya yang disebut assembler. Assembler ini bertindak seperti tangan robot pada

pabrik skala makro, yang menaruh atom/molekul pada tempat yang diinginkan.

Selanjutnya dengan menggunakan assembler-assembler level awal yang menyusul

blok bangunan berupa atom, assembler-assembler pada ukuran yang lebih besar

dibangun. Pada ukuran ini, blok bangunannya berupa molekul. Kemudian

assembler yang lebih besar dibangun, dan seterusnya hingga produk-produk biasa

berukuran makro dapat terbuat. Perbedaan dengan metode konvensional adalah,

produk nanoteknologi molekular ini lebih kuat, prosesnya hemat energi dan

presisinya hingga level atom. Untuk mempermudah prosesnya, assembler-

assembler tingkat awal dilengkapi dengan kemampuan swa-replikasi (self-

replication).

Investasi untuk nanoteknologi sangat tinggi yang didominasi oleh

amerika dan jepang menyusul negara eropa barat dengan jumlah total 434 juta

USD. Investasi tersebut dialokasikan pada bidang-bidang: manufaktur

memproduksi, elektronik, farmasi dan kesehatan dan industri kimia.

Nanoteknologi datang dengan berbagai aspek yaitu kemampuan untuk mengatasi

persoalan polusi dan merupakan teknologi yang ramah lingkungan. kemajuan

teknologi di dunia masa mendatang ditopang tiga teknologi yang saling

berhubungan dan saling mempercepat. Ketiga hal ini yaitu Nanoteknologi,

Rekayasa Biologi (bio engineering) dan Teknologi Informasi (information

technology).

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala rahmat

dan kasihNya kepada kita selama ini. Terlebih di dalam melaksanakan tugas dan

tanggung jawab sebagai mahasiswa, sehingga Karya Ilmiah ini dapat terselesaikan

dengan baik.

Karya Ilmiah ini disusun berdasarkan literatur yang ada, disamping itu

diambil dalam berbagai situs internet. Karya Ilmiah ini memberikan suatu aspirasi

bagi mahasiswa untuk meningkatkan pengetahuan dan wawasan khususnya

tentang nanoteknologi. Di sisi lain, banyak manfaat yang dapat diperoleh pada

setiap mahasiswa dalam melakukan tugas dan tanggung jawab sebagai harapan

bangsa.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Karya Ilmiah ini masih

jauh dari sempurna. Oleh karena itu, Penulis mengharapkan arahan dari seluruh

Dosen, khusususnya Dosen Pembimbing Ir. F. Marentek, MT dan G. M.ch

Mangindaan, ST dan Para Dosen yang melakukan Seleksi Mahasiswa Berprestasi

Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi dalam penyempurnaan Karya Ilmiah

ini. Dengan tangan tangan terbuka Penulis menerima berbagai saran, kritik, dan

arahan dari pembaca khususnya reken-rekan mahasiswa.

Atas bantuan dan segala dukungan dari berbagai pihak baik secara moral

maupun spiritual, penyusun ucapkan terima kasih. Semoga Karya Ilmiah ini

dapat berguna bagi kita semua

Manado, Juni 2006

Penyusun

DAFTAR ISI

ABSTRAK

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

DAFTAR GAMBAR iii

BAB I PENDAHULUAN

a. Latar Belakang...................................................................................1

b. Tujuan................................................................................................1

c. Pembatasan Masalah..........................................................................1

BAB II PENGENALAN NANOTEKNOLOGI

a. Atom dan Ion......................................................................................2

b. Molekul dan bahan.............................................................................4

c. Kenapa harus kecil?............................................................................7

d. Nano Teknologi Mengambil Contoh Dari Alam................................9

e. Alat Analisa Dan Karakterisasi Nano Teknologi...............................17

BAB III PROSPEK DAN PERKEMBANGAN NANOTEKNOLOGI

SEBAGAI TEKNOLOGI MASA DEPAN

a. Aktifitas Riset Nanoteknologi............................................................21

b. Nanoteknologi Mengatasi Persoalan Polusi.......................................23

c. Tiga Teknologi Masa Depan..............................................................24

d. Nanoteknologi, Revolusi IPTEK dan Industri....................................25

e. Perkembangan Nanoteknologi masa depan........................................26

KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................28

DAFTAR PUSTAKA iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Model Atom J.J Thompson 2

Gambar 2. Polimer (rantai molekul) 6

Gambar 4. susunan molekul grafit 7

Gambar 5. susunan Molekul berlian 7

Gambar 6. Bakteri Cynobacteria 10

Gambar 7. hasil cloning domba 11

Gambar 8. adenine, guanine, cytosine dan thymine dalam Molekul DNA 12

Gambar 9.Pembuktian Adleman

(Rantai DNA double-helix dengan asumsi 5 kota) 13

Gambar 10. Ilustrasi mesin yang mampu membuat dirinya sendiri (self-

reproduction) 16

Gambar 11. Robot Nano yang bekerja dengan sendirinya 16

Gambar 12. Heinrich Rohrer dan Gerd Karl 17

Gambar 13. Sistem kerja Scan Tunneling Microscopy 18

Gambar 14. Alat Scan Tunneling Microscopy 18

Gambar 15. Bentuk 3 dimensi yang dihasilakan oleh STM 19

Gambar 16. Jarum AFM yang digerakan sepanjang permukaan

stuktur atom 19

Gambar 17. Alat Atomic Force Microscope 20

Gambar 18. Perbandingan anggaran riset per tahun bidang nanoteknologi 21

PENDAHULUAN

a. Latar Belakang

Perkembangan zaman yang sangat pesat menghasilkan teknologi yang

semakin tinggi pula dan para ahli fisika, biologi, kimia dan lainnya berlomba-

lomba untuk menciptakan teknologi yang semakin tinggi, tepat guna dan bebas

polusi. Dengan ditemukannya teknologi nano tanpa disadari kita sudah berada

didepan revolusi iptek yang akan membawah dampak yang sangat berpengaruh

dalam segala aspek kehidupan manusia.

Nanoscience adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari segala sesuatu

yang berkaitan dengan materi yang berukuran 0,1 nm sampai 100 nm. Sedangkan

nano teknologi merupakan teknologi yang berusaha mengembangkan dan

memanfaatkan semua yang sudah dipelajari dalam nano science. Nano teknologi

dapat mengubah suatu bahan/ material yang tidak berguna dengan menyusun

kembali susunan unsusr-unsurnya.

Mengingat dasyatnya dampak yang akan dihasilkan oleh teknologi nano

pada masa mendatang maka perlu untuk dibahas apa sebenarnya nanoteknologi,

apa kelebihan dibandingkan teknologi konvensianal, bagaimanana penerapannya

dan bagaimana prospeknya untuk masa depan.

Setelah dibahas tentang nanoteknologi diharapkan dapat mengetahui apa

sebenarnya nano teknologi dan dapat mengetahui perkembangan yang ada, juga

agar supaya mempersiapkan diri pada revolusi iptek yang akan terjadi.

b. Metode

Untuk mencapai tujuan dari penulisan makalah ini maka metode yang

diambil dalam menyusun makalah ini adalah yaitu dengan menentukan topik serta

permasalahan yang akan dibahas. Sebagai sumber awal kemudian diadakan

pengkajian terhadap literatur yang berhubungan dengan nanoteknologi dengan

cara studi internet, studi kepustakaan yang berhubungan dengan pembahasan pada

pada penulisan karya ilmiah ini.

PENGENALAN NANO TEKNOLOGI

Sesuai dengan namanya, nanoteknologi atau nanosains adalah ilmu

pengetahuan dan teknologi pada skala nanometer, atau sepermilyar meter. Nano

teknologi merupakan suatau teknologi yang dihasilkan dari pemanfaatan sifat-

sifat molekul atau struktur atom apabila berukuran nanometer. Jadi apabila

molekul atau struktur dapat dibuat dalam ukuran nanometer maka akan

dihasilakan sifat-sifat baru yang luar biasa. Sifat-sifat baru inilah yang

dimanfaatkan untuk keperluan teknologi, sehingga teknologi ini disebut nano

teknologi.

Sebelum membahas lebih jauh tentang nano teknologi perlu dibahas

tentang apa yang dimaksud dengan atom, molekul dan elektron dan bidang ilmu

yang berkaitan dengan nano teknologi.

a. Atom dan Ion

Jika sebuah benda dibagi-bagi menjadi bagian kecil secara terus-menerus

maka pada suatu saat akan sampai pada bagian terkecil yang tidak dapat dibagi-

bagi lagi yang disebut atom. Atom adalah bagian terkecil dari suatu benda, hal ini

yang diungkapkan oleh Demokritus (460-370 SM). Kemudian para ahli

menemukan keberadaan elektron dalam atom yang diawali oleh pengamatan J.J

Thompson. Lalu disusul dengan penemuan proton, netron, dan partikel inti oleh

para ahli fisika, ternyata proton dan netron ini pun masih tersusun oleh partikel-

partikel yang lebih kecil yang dikenal sebagai quarks(kuark). Namun demikian

istilah atom tetap digunakan walaupun disadari bahwa atom bukan lagi bagian

terkecil dari suatu benda. Pengertian ini masih relevan dalam analisa fisika dan

teknik.

Gambar 1. Model Atom J.J Thompson

Dalam nano teknologi pijakan utamanya adalah atom yang didalamnya

terdapat elektron yang bergerak mengelilingi inti atom yang terdiri dari proton

dan netron yang jumlahnya tergantung dari nomor atom (sama dengan jumlah

elektron dan proton) serta nomor massa (jumlah proton + netron). Beberapa atom

membentuk unsur sebuah bahan. Unsur-unsur yang dikenal sebanyak 103 dan

telah disusun dalam tabel periodik. Unsur teringan adalah hidrogen, lalu helium

dan lainnya.

Elektron bermuatan listrik negatif dan proton bermuatan listrik positif,

itulah sebabnya elektron selalu berada mengelilingi inti atom, karena adanya gaya

tarik inti. Jika elektron atau proton berdiri sendiri maka interaksi itu dilukiskan

dengan hukum coulomb dimana gaya tarik-menarik muatan tak sejenis atau tolak-

menolak muatan sejenis berbanding lurus dengan besarnya muatan masing-

masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya. Artinya gaya

tarik makin kuat jika jarak muatan makin dekat dan semakin lemah jika jarak

muatan jauh. Atom akan bersifat netral secara keseluruhan dan semakin lemah

jika jarak muatan jauh.

Atom akan bersifat netral secara keseluruhan (jumlah elektron sama

dengan jumlah proton). Namun kadangkala atom bisa melepaskan elektron dan

juga bisa menangkap elektron dari sekitarnya (atom lain) tergantung pada

elektronegativitasnya. Atom Klor (Cl) misalnya selalu ingin menangkap elektron

sehingga kelebihan satu elektron dan atom natrium selalu ingin melepaskan

elektron sehingga kekurangan satu elektron. Atom yang kelebihan elektron

disebut ion negatif dan kekurangan elektron disebut ion positif. Untuk atom Cl

akan membentuk Cl- dan atom Na akan membentuk atom Na

+. Ion-ion ini

memiliki sifat yang berbeda dengan atom netral.

Ke-103 atom inilah yang merupakan dasar penyusunan berbagai benda di

alam ini. Ibarat rumah-rumah disebuah kota akan tampak berbeda-beda tetapi

semuanya terbuat dari bahan-bahan dasar seperti bata, batu, pasir, semen, kayu,

besi dan lain-lain. Hanya cara membangun dan jumlah bahan yang dipakai yang

membedakan tiap-tiap rumah tersebut. Para ilmuwan kimia, fisika dan terakhir

nanoteknologi bekerja untuk membangun bahan yang merupakan kombinasi dari

103 atom (katakan begitu). Ibarat insinyur membangun rumah sesuai dengan

idenya untuk mendapatkan bangunan rumah yang bagus dan indah.

b. Molekul dan Bahan

Atom-atom dapat berikatan satu dengan yang lain membentuk molekul

lewat mekanisme yang berlain-lainan. Ada ikatan molekul ionik jika ikatan

terbentuk antara atom-atom yang kepentingannya berlawanan dalam hal

kepemilikkan elektron. Atom yang suka melepas elektron akan gampang

berikatan dengan atom yang suka menangkap elektron dan membentuk molekul

ionik. Contohnya adalah, NaCl dengan reaksi kimia Na+ + Cl

- → NaCl. Ada juga

molekul dengan ikatan kovalen yang terjadi karen akepemilikan bersama elektron.

Artinya atom-atom tersebut tidak terlalu suka menerima atau melepas elektron,

namun jika diberi atau elektron ada disekitarnya, elektron tersebut dipakai

bersama-sama. Contoh untuk ini adalah ikatan antara atom karbon dengan karbon

(C-C) atau silikon dengan silikon (Si-Si). Adapula ikatan logam, van der Walls

dan jembatan hidrogen (pada air) yang juga berperan dalam pembentukan

molekul.

Mengapa atom-atom membentuk ikatan molekul? Rupanya dalam keadaan

inilah atom bisa stabil dan tidak bereaksi (menganggu) atom lain. Garam dapur

(NaCl) misalnya, tidak berbahaya untuk dikonsumsi karena molekul NaCl stabil.

Namun jika Na dan Cl berpisah membentuk Na+ dan Cl

- akan berbahaya karena

ion-ion itu akan berikatan dengan atom/molekul lain dalam tubuh/darah kita. Cl-

misalnya sangat berbahaya (racun) dan menyebabkan korosi pada logam.

Makanya, kita tidak boleh mencuci mobil dengan air laut (air garam).

Para ahli kimia mempelajari bagaimana membuat molekul-molekul baru,

dengan hanya memutuskan ikatan antara molekul yang satu dengan yang lain dan

membentuk ikatan baru untuk membentuk molekul baru. Proses inilah yang

disebut reaksi kimia. Karena elektron bertanggung jawab pada terbentuknya

ikatan, dan reaksi kimia hanya merupakan proses pemutusan dan penyambungan

ikatan, maka elektronlah yang menentukan sifat kimia suatu atom atau molekul.

Keberadaan elektron (energi ikatnya) dipakai untuk menentukan jenis ikatan

dalam molekul dan sekaligus mengenal jenis senyawa kimia tertentu. Mengapa?

Karena keberadaan (energi ikat) elektron sebuah atom tergantung pada dengan

atom apa dia berikatan.

Selain ikatan antara atom tadi, ada juga ikatan antara molekul dengan

molekul. Molekul yang ikatannya dengan molekul lain sangat lemah (tidak peduli

satu terhadap yang lian) membentuk gas, sedangkan bila ikatan sedikit kuat akan

membentuk zat cair dan ikatan yang sangat kuat membentuk zat padat. Bentuk

kepedulian satu sama lain dari molekul-molekul ini sangat dipengaruhi oleh

temperatur. Makanya terjadi perubahan wujud pada benda-benda yang tampak

sehari-hari seperti air. Pada suhu di bawah 0oC air berwujud es, di atas 0

oC

berwujud cair dan di atas 100oC berwujud gas (uap air).

Benda dalam wujud padat merupakan kumpulan molekul-molekul yang

terikat erat satu sama lainnya seperti terdapat pada polimer. Polimer yang banyak

kita kenal adalah plastik dan terdiri dari untaian panjang molekul C dan H yang

berbelit-belit seperti benang kusut. Kadangkala, bagi polimer keras terdapat ikatan

silang (cross link) antara rantai (benang) yang satu dengan yang lain. Ikatan itu

bisa berupa ikatan C-H dengan C-H atau ditambahkan molekul lain atau bahan

padat lain. Polimer merupakan pengulangan rantai-rantai karbon yang lebih

sederhana dan disebut monomer. Contohnya, polystiren untuk gelas minuman dan

lain-lain. Bila polimer tersusun atas monomer yang sama disebut homopolimer

dan jika dari monomer yang berbeda disebut kopolimer.

Gambar 2. Polimer (rantai molekul)

Dalam tubuh kita terdapat banyak polimer. Contohnya, molekul DNA

(Deoxyribonucleid Acid) yang merupakan informasi genetik, protein dan gula

(polisakarida). Dalam makanan terdapat serat selulosa dari tumbuhan. Selulosa

merupakan juga polimer. (Peranan polimer dalam tubuh seperti DNA menarik

perhatian dalam nanoteknologi).

Gambar 3. Molekul DNA

Zat padat yang dibentuk oleh molekul-molekul yang berikatan erat lainnya

adalah keramik. Molekul dalam keramik tidak panjang seperti pada polimer tetapi

berdiri sendiri, namun kompak (ikatan antar molekul kuat). Makanya, molekul

demikian disebut senyawa saja. Kebanyakan keramik tersusun dari senyawa

oksida logam walaupun tidak selamanya demikian. contohnya, batu lempung yang

terdiri dari senyawa alumunimum oksida, pasir terdiri dari senyawa silikon.

Nanoteknologi berkecimpung mulai dari penggabungan atom atau ion

menjadi molekul untuk membentuk struktur dalam orde nanometer yang berguna

untuk menghasilkan barang-barang dalam kehidupan sehari-hari. Tentu saja

nanoteknologi melakukan juga proses-proses seperti reaksi kimia untuk

membentuk zat cair atau padat seperti keramik, polimer, dan logam yang diatur

(dimanipulasi) sedemikian rupa sehingga menghasilkan sifat-sifat kimia atau

fisika yang baru. Bahkan lebih jauh lagi nanoteknologi mengkombinasikan semua

zat padat seperi keramik, logam dan polimer untuk membentuk material baru yang

tidak ada di alam. Material baru ini menjadi material campuran dua atau tiga

bahan dan dinamakan komposit. Bila struktur dari bahan-bahan campuran tadi

dalam orde nanometer terbentuklah nano komposit.

c. Kenapa harus Kecil

Karena semua benda kecil atau besar bahkan makhluk hidup tersusun dari

atom atom berukuran nano. Karakteristik benda sangat bergantung pada susunan

atomnya. Perbedaan struktur/ susunan atom dapat mengubah sifat molekul yang

dihasilkannya. Jika atom-atom yang sama disusun ulang membentuk stuktur yang

berbeda, molekul atau materi akan membentuk sifat yang berbeda pula.

Atom-atom yang terdapat dalam grafit sama persis dengan atom-atom

sejenis yang terdapat dalam berlian (diamond) yang indah. Yang berbeda adalah

susunan strukturnya saja. Atom-atom dalam partikel pasir sangat mirip dengan

atom-atom dalam chip komputer yang canggih. Bahkan atom-atom penyusun air,

udara, dan partikel debu sebenarnya sama dengan atom-atom dalam sebuah

kentang! Sedikit saja susunan struktur atomnya diubah, karakteristik suatu benda

bisa berubah drastis. Inilah konsep utama dalam nanoteknologi.

Gambar 4. susunan molekul grafit Gambar 5. susunan Molekul berlian

Sebenarnya prinsip yang digunakan dalam nanoteknologi sudah banyak

diterapkan dalam ukuran makro. Misalnya, manusia yang hidup pada zaman batu

membuat berbagai peralatan dan perkakas dari bebatuan yang digerinda. Untuk

membuat peralatan logam, manusia melebur bijih logam dan membentuknya

menjadi berbagai peralatan. Semua proses itu sebenarnya merupakan proses

mengatur kembali susunan (memanipulasi) atom-atom dari material alami yang

ada di Bumi. Tetapi yang disusun ulang adalah tumpukan atomnya, bukan atom-

atom individual. Seiring dengan berjalannya waktu, manusia terus

mengembangkan teknik penyusunan ulang tumpukan atom tersebut sehingga

ketepatannya semakin baik (semakin presisi) dan biaya produksi semakin murah.

Penyusunan ulang atom-atom dalam nanoteknologi mencapai tahap penyusunan

ulang struktur atom individual, jadi bukan lagi tumpukan atom.

Ide penyusunan ulang atom-atom individual dalam skala nano ini

sebenarnya sudah ada sejak beberapa dekade. Pada tahun 1959, si jenius Richard

Feynman, pemenang Nobel Fisika tahun 1965 yang juga dikenal sebagai Father of

Nanotechnology, menyatakan bahwa tidak ada satu pun Hukum Fisika yang

menunjukkan bahwa atom-atom tidak dapat kita manipulasi sesuai dengan

kemauan kita. Hanya saja kita masih belum berhasil melakukannya karena kita

terlalu besar dan atom-atom itu terlalu kecil untuk bisa kita utak-atik susunannya.

Yang penting adalah meletakkan masing-masing atom pada tempat yang tepat

sehingga terjadi interaksi antar atom sesuai dengan keinginan kita. Sama seperti

saat kita bermain dengan lego. Makin kecil blok-blok lego, makin banyak variasi

yang bisa kita buat.

Ada satu prinsip dasar yang digunakan dalam manipulasi atom. Molekul-

molekul memiliki selektivitas yang unik. Sebagai contoh, atom bermuatan positif

akan selalu menarik atom lain yang bermuatan negatif. Jika ada lebih dari satu

atom bermuatan negatif, atom yang ditariknya adalah yang memiliki

keelektronegatifan paling tinggi (gaya tarik-menariknya paling besar). Jika kita

meletakkan atom-atom/molekul-molekul yang memiliki karakteristik sesuai

dengan kemauan kita, atom-atom tersebut otomatis langsung saling berinteraksi

(self assembly). Karena menggunakan atom individual, maka produk yang kita

dapatkan tidak ada pengotor/kontaminannya. Prosesnya juga tidak menghasilkan

polusi karena tidak ada produk samping. Yang terbentuk hanyalah yang kita

inginkan, tidak lebih dan tidak kurang. Selama ini kita selalu menggunakan

tumpukan atom, yang berarti bahwa ada banyak atom-atom yang sebenarnya tidak

kita butuhkan tetapi atom-atom tersebut melekat pada atom yang kita inginkan.

Di zaman yang semakin modern ini peralatan yang bisa diproduksi

manusia sudah semakin cangih karena pengotornya semakin sedikit. Ini berarti

produknya semakin presisi. Tetapi ternyata semua produk yang dihasilkan dari

teknologi yang sudah kita kenal saat ini pun masih mengandung pengotor dan

tingkat presisinya masih jauh dari sempurna. Artinya, semua masih mengandung

eto/ molekul-molekul yang tidak diperlukan dan ada beberapa kumpulan atom

yang masih salah dalam peletakannya. Untuk dapat menghasilkan produk yang

benar-benar presesi dibutuhkan teknologi yang bisa merekayasa molekul.

Dengan melakukan rekayasa molekul kita dapat menyusun masing masing

molekul satu-persatu dan meletakkannya pada tempat yang seharusnya dengan

sangat presisi. Hasilnya akakan didapatkan kualitas terbaik sesuai dengan

keinginan dan kebutuhan.

d. Nano Teknologi Mengambil Contoh Dari Alam

Alam merupakan ahli teknologi yang sesungguhnya. Ahli biologi

sebenarnya telah meneliti proses biologis yang terjadi pada alam namun sulit

untuk menemukan rahasia kesempurnaan proses itu karena berukuran sengat kecil

dan susuah diamati. Namun dengan dikembangkannya nano teknologi para ahli

biologi bisa menguak rahasia alam itu dengan mudah. Dibawah ini akan dibahas

contoh proses biologis secara sempurna yang dilakukan oleh alam

1. Bakteri

Bakteri merupakan organisme kecil dengan ukuran 1000 nm yang

menyimpan kehebatan yang tidak bisa ditandingi oleh para ahli kimia. Hal ini

dapat dilihat dalam dunia tumbuhan.

Yang dibutuhkan oleh tumbuhan agar dapat tumbuh besar adalah nitrogen.

Jumlah gas nitrogen yang terdapat di sekitar kita tersedia sangat melimpah bahkan

jumlahnya hampir empat kali lebih banyak dari oksigen tetapi karena atom

nitrogen di udara telah memiliki pangan, maka sangat sukar diikat oleh tumbuh

tumbuhan.

Orang yang gemar bercocok tanam biasanya memberikan pupuk yang

banyak mengandung nitrogen yang bahan dasarnya amoniak. Amoniak adalah

molekul yang tersusun dari satu atom nitrogen dan dua atom hidrogen. nitrogen

dalam amoniak sangat mudah untuk dipiasahkan sehingga tumbuhan bisa

memanfaatkannya. Proses pembuatannya amoniak sangat sukar yaitu memaksa

gas nitrogen agar terlepas dangan pasangannya dengan cara menggabungkannya

dengan gas nitrogen dan metode ini disebut metode Haber-Bosh yaitu dengan

mengunakan tekanan 200 kali dari tekanan udara normal dan memberikan panas

sekitar 5000C. Hasil yang diperoleh dalam metode ini hanya 18% dari atom

nitrogen yang bisa membentuk amoniak, sangat kurang jika dibandingkan dengan

usaha yang dilakuakan.

Gambar 6. Bakteri Cynobacteria

Bakteri cyanobacteria dan rhizombium melakukan metode yang lebih

hebat dari metode Haber-Bosh, yaitu dengan melakukan manipulasi atom-atom

untuk mengikat nidrogen diudara yang sangat sukar sekali untuk terlepas dengan

atom nitrogen lainnya dan hal ini berlangsung pada suasana yang biasa. Hal ini

merupak rahasia dari bakteri yang sampai sat ini belum bisa diungkap.

2. Penyimpanan Data Nano

Salah satu aspek yang ramai dibicarakan oleh nano teknologi adalah

penyimpanan data. dimana walaupun dengan ukuran yang sangat kecil ternyata

nanoteknologi memiliki raung penyimpanan data atau informasi yang cukup

berlimpah. Teknologi yang ada saat ini tidak bisa menghasilkan ruangan

penyimpanan data sebesar nanoteknogi yaitu semua informasi yang berkaitan

dengan proses-proses biologis makhluk hidup.

Salah satu tempat penyimpanan data nano teknologi ini bernama DNA

(Deoxyribo Nucleic Acid). DNA yang berbentuk rantai panjang berpilih seperti

tangga putar ini merupakan tempat menyimpan informasi mengenai data genetik

makhluk hidup. Karena rantai DNA inilah seorang anak memiliki wajah yang

mirip dengan anaknya, bakan tidak hanya wajah tapi sifat, karakter dan

kepandaian orang tua ikut dituraunkan melalui informasi genetik yang ada dalam

DNA. Tapi kekurangannya informasi penyakit oleh orang tua juga ikut ditransfer

kepada anaknya. Hasil riset DNA kini sudah menampakan hasilnya yaitu cloning

yang pada damba yang dapat dilihat pada gambar dibawah, dimana domba hasil

cloning memiliki ciri-ciri, sifat dan karakter dari domba sumber DNA.

Gambar 7. hasil cloning domba

3. Komputer DNA

Komputer dan DNA, dua istilah yang dipergunakan dalam konteks sangat

berbeda. DNA merupakan istilah di dunia biologi dan genetik, sedangkan

komputer justru populer dalam dunia informatika dan teknologi modern. Ternyata

selain sebagai penyimpanan informasi, DNA juga dapat dimanfaatkan sebagai

mesin penghitungn yang sengat jauh lebih pandai dibandingkan dengan komputer.

Alkisah ada seorang ilmuwan komputer yang bekerja di University of

Southern California bernama Leonard M Adleman. Suatu malam Adleman sedang

asyik membaca buku biologi, Molecular Biology of the Gene, yang ditulis James

Watson, ahli biologi yang pernah memenangi Nobel pada tahun 1962 atas

penemuan struktur DNA Double-Helix pada tahun 1953. Ia sangat terpesona

dengan isi buku tersebut, sampai-sampai ia tidak bisa tidur malam itu. Bayangan

rantai DNA yang berpilin terus saja mengusik pikirannya. Tiba-tiba Adleman

lompat dari tempat tidurnya. Terjadi pencerahan, Ia menyadari sesuatu yang

sangat menarik: Sel hidup manusia mengolah dan menyimpan informasi dengan

cara yang sangat mirip dengan program komputer.

Malam itu juga Adleman langsung membuat sketsa penting tentang DNA

Computer (Komputer DNA). Komputer yang kita kenal sehari-hari menggunakan

data biner (binary data) untuk menyimpan dan mengolah informasi atau

perhitungan. Data biner ini merupakan sistem angka berbasis dua, yaitu 0 dan 1.

DNA, singkatan dari deoxyribose nucleic acid, menyimpan dan mengolah

informasi genetika manusia dalam molekul-molekul yang diberi kode huruf A, C,

T, dan G. A merupakan inisial untuk adenine, C untuk cytosine, T untuk thymine,

dan G untuk guanine.

Gambar 8. adenine, guanine, cytosine dan thymine dalam Molekul DNA

Adenine hanya bisa berpasangan dengan thymine, guanine hanya bisa

berpasangan dengan cytosine. Ini berarti bahwa jika ada satu rantai DNA yang

memiliki kode AACTAGGTC, maka pasangannya pasti TTGATCCAG. Kedua

rantai itu akan berpasangan dan membentuk struktur berpilin yang kita kenal

sebagai Double-Helix.

Enzim dalam sel hidup membaca data-data genetik yang tersimpan dalam

DNA (dalam bentuk kode A, C, T, G tadi) menggunakan cara yang sangat mirip

dengan cara komputer membaca data biner. Analogi antara keduanya inilah yang

dimanfaatkan dalam komputer DNA.

Pada tahun 1994 untuk pertama kalinya Adleman memublikasikan

perhitungan dasar komputer DNA dalam Jurnal Ilmiah Science. Sejak itu

ilmuwan-ilmuwan seluruh dunia berbondong-bondong melakukan penelitian

untuk mengembangkan komputer canggih yang sistemnya meniru dari sel

makhluk hidup ini. NASA, Pentagon, serta banyak lagi lembaga dan agen federal

berlomba-lomba mengucurkan dana untuk penelitian yang bisa menghasilkan

DNA sintetik yang kemudian digunakan untuk penelitian yang berusaha

mengembangkan sistem komputer masa depan ini.

a. DNA bisa berhitung

Adleman berhasil membuktikan pemikirannya bahwa DNA bisa

"berhitung". Ia menggunakan masalah perhitungan matematika yang dikenal

sebagai travelling salesman problem (TSP), yaitu masalah klasik yang mencoba

mencari rute terpendek yang bisa dilalui seorang salesman yang ingin

mengunjungi beberapa kota tanpa harus mendatangi kota yang sama lebih dari

satu kali. Jika jumlah kota yang harus didatangi hanya sedikit, misalnya hanya ada

5 kota, permasalahan ini dapat dipecahkan dengan sangat mudah. Kita bahkan

tidak memerlukan komputer untuk menghitungnya.

Gambar 9.Pembuktian Adleman (rantai DNA double-helix dengan asumsi 5 kota)

Tetapi, masalahnya jadi rumit jika ada lebih dari 20 kota yang harus

didatangi. Ada begitu banyak kemungkinan yang harus dicoba dan diuji untuk

menemukan jawabannya. Komputer DNA yang dibuat Adleman berhasil

memecahkan perhitungan ini dengan menggunakan tujuh kota sebagai percobaan

awal. Masing-masing kota dan semua kemungkinan rute dilambangkan oleh satu

rantai DNA yang masing-masing memiliki kode yang spesifik. Semua rantai DNA

ini kemudian direaksikan dan membentuk rantai double-helix secara alamiah.

Rantai-rantai yang sudah berpasangan ini melambangkan semua

kemungkinan rute. Untuk mencari rute yang benar, Adleman menambahkan

enzim yang secara alamiah menghancurkan molekul yang melambangkan rute

yang salah. Satu-satunya rantai yang tersisa adalah rantai yang melambangkan

jawaban yang dicari, yaitu rute terpendek yang menghubungkan ketujuh kota

tersebut tanpa harus melewati masing-masing kota lebih dari satu kali. Komputer

DNA ciptaan Adleman berhasil menyelesaikan perhitungan TSP untuk tujuh kota

ini dalam waktu beberapa hari. Padahal, komputer biasa yang kita gunakan sehari-

hari bisa menyelesaikannya hanya dalam hitungan menit. Komputer masa depan,

tetapi justru kalah dengan komputer klasik? Jadi untuk apa para ilmuwan di

seluruh dunia berlomba-lomba mengembangkan komputer DNA ini?

Ada satu rahasia yang merupakan keunggulan utama komputer DNA.

Enzim-enzim yang terlibat bekerja secara paralel. Komputer klasik membaca dan

mengolah data secara linier (berurutan). Melibatkan data dalam jumlah besar,

komputer klasik akan sangat kerepotan mengolah data-data yang luar biasa

banyaknya. Penghitungan membutuhkan waktu sangat lama karena dilakukan satu

per satu. Di sinilah keunggulan komputer DNA, Untuk jumlah data yang sangat

banyak, komputer DNA dapat melakukan penghitungan jauh lebih cepat karena

semua prosesnya dilakukan secara paralel (bersamaan).

b. DNA Gudang penyimpanan informasi

Ukuran molekul DNA yang sangat kecil juga merupakan keunggulan

komputer masa depan ini. Satu gram DNA yang sudah dikeringkan memiliki

kapasitas menyimpan informasi dalam jumlah yang sama dengan 1 triliun

compact disc (CD). Padahal, 1 gram DNA kering itu ukurannya hanya sebesar

butiran gula pasir. Dengan semakin majunya perkembangan teknologi, jumlah

data dan informasi pun semakin bertambah.

Lama-kelamaan, data yang berlimpah ini tidak dapat lagi disimpan dalam

memory chip komputer yang terbuat dari silikon seperti yang selama ini kita

gunakan. DNA merupakan alternatif yang sangat menjanjikan. Lagi pula,

microprocessor yang kita gunakan dalam komputer klasik biasanya terbuat dari

bahan-bahan yang bersifat racun sehingga mengotori udara dan lingkungan.

Biochip (chip biologis) yang terbuat dari DNA merupakan teknologi yang

"bersih". Kita juga tidak akan pernah kehabisan DNA selama masih ada sel-sel

makhluk hidup. Ini menjadikannya sumber daya yang sangat murah.

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi komputer DNA menunjukkan

perkembangan yang sangat menggembirakan. Komputer DNA buatan Adleman

mereaksikan cairan DNA dalam tabung-tabung reaksi. Pada bulan Januari 2000,

jurnal ilmiah Nature memublikasikan keberhasilan para ilmuwan di University of

Wisconsin di Madison yang melekatkan DNA pada permukaan padat gelas dan

emas. Ini berarti komputer DNA dapat dibuat dalam bentuk chip padatan yang

mirip dengan chip komputer konvensional.

Pada tahun 2001, seorang ilmuwan dari Weizmann Institute of Science di

Israel, Ehud Shapiro, mendapatkan paten atas komputer DNA yang dibuatnya.

Komputer DNA buatan Shapiro ini hanya terdiri atas satu tetes air saja. Komputer

terkecil di dunia ini menggunakan molekul-molekul DNA dan enzim-enzimnya

dalam satu tetes air tersebut sebagai sarana input (masukan data), output (keluaran

data), software (perangkat lunak), dan hardware (perangkat keras).

Pada Februari 2003, penemuan ini akhirnya tercatat dalam Guinness

World Records sebagai "The Smallest Biological Computing Device" atau

Komputer Biologis Terkecil di Dunia. Hebatnya lagi, komputer supermini ini

memiliki kecepatan 100.000 kali lebih cepat daripada komputer konvensional

tercanggih yang ada saat ini.

4. Mesin Yang Mandiri

Hal yang dapat dipelajari dari alam adalah kemampuan dari sel biologi

untuk mandiri. Inilah kelebihan dari sel-sel bilogi yang belum bisa ditiru oleh

teknologi modern. Contohnya adalah sel darah merah yang bisa mengatur sendiri

yaitu mengangkat oksigen dalam darah untuk metaboisme tanpa harus disuruh dan

diprogram seperti mesin buatan manusia. Jika ada kerusakan mereka mampu

memperbaiki diri sendiri, sel biologi juga mandiri dalam memperbanyak diri. Sifat

ini disebut self reproduction dan self assembly, artinya bisa mereproduksi sel-sel

sejenis.

Gambar 10. Ilustrasi mesin yang mampu membuat dirinya sendiri (self-

reproduction)

Gambar 11. Robot Nano yang bekerja dengan sendirinya

Menurut ahli nanoteknologi jika bisa menguasai rekayasa tingkat atom/

molekul, maka kita dapat memprodusi mesin-mesin nano yang bisa berlaku

seperti mesin hidup, yaitu bisa mengatur dirinya dalam melaksanakan tugas dan

dapat pula memproduksi sendiri mesin-mesin nano yang sama persis. Sel-sel

hidup tersusun dari atom-atam, karena itu dengan memanipulasi atom kita bisa

membuat mesin nano dengan meniru struktur hidup. Alam sudah begitu mahir

dalam menerpakan nano teknologi, kini kita tinggal beberapa langkah lagi

didepan revolusi iptek yang sesungguhnya.

e. Alat Analisa Dan Karakterisasi Nano Teknologi

Untuk melihat suatu atom atau molekul untuk direkayasa diperlukan

peralatan yang canggih dan super sensitif. Tetapi mikroskop tidak dapat melihat

dalam ukuran skala nano. Ini disebabkan ukuran atom atau molekul yang lebih

kecil dari panjang gelombang cahaya yang tampak pada panjang gelombang

antara 500-700nm.

Tetapi dengan berasumsi bahwa ketika tidak melihat hal yang dilakukan

adalah meraba, dua ahli fisika Heinrich Rohrer dan Gerd Karl Binnig membuat

mikroskop peraba pada tahun 1981yang dikenal dengan nama Scanning Tunelling

Mikroscope (STM). Dua fisikawan ini mendapat nobel atas karyanya pada tahun

1986.

Gambar 12. Heinrich Rohrer dan Gerd Karl

STM adalah singkatan dari Scan Tunneling Microscopy yaitu suatu

peralatan yang berguna untuk melihat struktur material berdasarkan distribusi

elektron atom-atom permukaan ketika diberi medan listrik yang besar antara

permukaan sampel dengan sebuah jarum yang ukurannya dalam nanometer.

Karena muatan selalu berkumpul diujung yang tajam, maka jarum ini mesti

sekecil-kecilnya agar dihasilkan medan listrik yang besar. Jarum ini didekatkan

pada permukaan sampel lalu diberi beda potensial yang tinggi untuk

menghasilkan medan listrik yang besar antara jarum dan permukaan sampel.

Karena medan listrik yang besar ini maka elektron-elektron dari atom-atom pada

permukaan logam berusaha melompat keujung jarum tadi. Keluarnya elektron ini

dapat diamati dengan bantuan komputer sehingga distribusi elektron yang juga

menunjukan distribusi atom dapat diperoleh.

Gambar 13. Sistem kerja Scan Tunneling Microscopy

Gambar 14. Alat Scan Tunneling Microscopy

Alat ini berguna untuk menggambarkan kedudukan atom di permukaan

sampel untuk menentukan lekak lekuk permukaan bahan. Gambar yang dihasilkan

dengan STM ini mampu mencapai ketelitian sampai 1/25 dari ukuran diameter

atom tunggal sehingga membuat gambar yang dihasilkan dapat terlihat dengan

jelas meskipun objek aslinya hanya berorde beberapa nanometer saja. Dengan

ketelitian seperti itu, gambar tiga dimensi yang dihasilkan oleh STM ini mampu

menangkap permukaan sebuah material dengan baik yang sangat berguna

terutama pada penelitian dasar material nano seperti kekasaran permukaan,

observasi cacat pada permukaan, serta penentuan ukuran molekul dan agregat

pada permukaan sebuah material.

Gambar 15. Bentuk 3 dimensi yang dihasilakan oleh STM

Pada tahun 1985 Benning mengusulkan ide yang lebig sederhana lagi yaitu

untuk bahan yang memiliki konduktifitas rendah dibuatlah Atomic Force

Microscope (AFM). Mikroskop ini benar-benar menyentuh permukaan struktur

permukaan atom secara akurat. Dimana ujung jarum AFM disentuhkan dan

digerakkan perlahan-lahan sepanjang permukaan struktur dari atom molekuldapt

dilihat pada gambar. Jarum AFM mempunyai pegas yang bisa meregang dan

merapat sesuai dengan permukaan atom.

Gambar 16. Jarum AFM yang digerakan sepanjang permukaan stuktur atom.

Gambar 17. alat Atomic Force Microscope

Dengan kedua alat inilah para para peneliti akhirnya mampu merekayasa

untuk menyusun atom-atom dalam skala nano yang sangat dibutuhkan dalam

teknologi nano. Berbagai temuan yang spektakuler di banyak bidang mulai dari

semikonduktor, metalurgi, elektro kimia, bahkan biologi molekular mampu

diungkap oleh alat STM dan ATM ini.

PROSPEK DAN PERKEMBANGAN NANOTEKNOLOGI SEBAGAI

TEKNOLOGI MASA DEPAN

a. Aktifitas Riset Nanoteknologi

Negara-negara maju tengah berlomba-lomba dalam mengejar penguasaaan

nano teknologi. Amerika serikat, jepang, jerman, inggris, prancis, kanada dan

austrlia meramaikan perlombaan dalam menggembangkan nano teknologi.

Bahkan cina, korea selatan dan singapura serta Malaysia sudah mengambil

ancang-ancang untuk mengajar nanoteknologi.

Perbandingan anggaran riset per tahun bidang nanoteknologi negara-

negara didunia menurut hasil riset tahun1999. Jepang 120 juta USD (28

%),Amerika 116 juta USD (27 %), Eropa Barat (Jerman, Prancis, Inggris, Swedia,

Swiss, Belanda, Finlandia, Belgi dan Spanyol) 128 USD (29 %) dan negara lain

(Bekas Unisoviet, Cina, Canada, Australia, Korea, Taiwan dan Singapura) 70

USD (16%). Dari data National Nanotechnology Initiative, USA)

Gambar 18. Perbandingan anggaran riset per tahun bidang nanoteknologi

Aktifitas riset nanoteknologi di negara-negara maju tersebut ditandai

dengan banyaknya uang yang di infestasikan (lihat gambar). Ini baru dalam

pemerintahan, jumlahnya sudah mencapai total sebesar 434 juta USD, setara

dengan Rp.3,4 triliun. Ini menurut data tahun 1999. tahun 2000-2002 beberapa

negara maju telah menaikan jumlah dana riset tersebut berlipat-lipat kali

banyaknya. Belum termasuk dana perusahaan swasta dan perorangan.

Investasi dibidang riset nanoteknologi yang besar dari Amerika serikat

bukannya membabi-buta. Mereka sudah berpengalaman dan sangat tangguh,

penguasaan nanoteknologi akan menciptakan daya saing produktifitas yang tinggi

dan pada akhirnya mempercepat pertumbuhan ekonomi. Menurut studi yang

dilakukan lembaga ilmu pengetahuan Amerika tahun 2001 dapat diketahui, ada

pangsa pasar besar dalam kurun waktu 6-9 tahun di depan. Tepat pada era

nanoteknologi, pangsa pasar ini dapat dimenangkan dengan cara berkompetisi di

bidang nanoteknologi. Beberapa contoh dapat dikemukakan disini adalah:

Pertama di bidang manufaktur khususnya memproduksi material industri

yang berkekuatan tinggi serta memiliki sifat-sifat dan kegunaan yang khas dapat

di produksi dengan nanoteknologi. Pasar untuk material dengan struktur dalam

nanometer akan memiliki pangsa pasar samapi 340 miliar USD per tahun

(national sains foundation), maret 2001. Kedua di bidang elektronik khususnya

untuk industri semi konduktor dan industri IC (Integrated Circuit) diperkirakan

total pangsa pasar global sebesar 600 miliar USD. Ketiga di bidang farmasi dan

pemeliharaan kesehatan akan ada pangsa pasar sebesar 180 miliar USD. Keempat

di bidang industri kimia yang menghasilkan katalis berstruktur nanometer untuk

aplikasi diperminyakan dan industri proses kimia lainnya diperkirakan pangsa

pasar globalnya 100 miliar USD. Kelima di bidang transportasi yang di tandai

dengan kebutuhan akan nano material dan nano elektronik yang kuat, cepat,

ringan, tahan lama, juga akan dihasilkan material-material untuk jalan, jembatan,

landasan pacu, pipa gas dan air, rel kereta yang murah. Pangsa pasar untuk ini pun

sangat besar dan sulit untuk diperkirakan saat ini. Keenam dibidang pertanian

nanoteknologi akan memberikan pengaruh pada bagaimana tanaman yang tahan

polusi, pembuatan filter dan desalinasi air yang murah dan sumber energi yang

terbaharukan seperti solar cell unruk mengkonversi matahari. Dari sini akan

terjadi penghematan konsumsi energi sampai 100 miliar USD dan mereduksi 200

juta ton per tahun emisi karbondioksida ke udara.

b. Nanoteknologi Mengatasi Persoalan Polusi.

Nanoteknologi datang dengan berbagai aspek dan salah satunya adalah

kemampuan untuk mengatasi persoalan polusi. Pertama, dengan kemajuan

nanoteknologi akan menyebabkan berkurangnya penggunaan bahan bakar pada

teknologi transportasi. Akibatnya polusi udara dari gas hidrokarbon dapat di

minimalisir dan bahkan di tiadakan. Ini dapat terjadi karena nanoteknologi akan

menemukan produk baru yang sangat ringan tapi sangat kuat untuk menggantikan

baja jadi berat kendaraan yang berkurang akan mengurangi penggunaan bahan

bakar minyak 10-20 % per kilometer.

Kedua, industri-industri yang menerapkan nanoteknologi akan

mengemisikan gas buangan dan limbah yang sangat sedikit sekali. Ini terjadi

karena sensitivitas fabrikasi barang berbasis nanoteknologi yang sangat tinggi

terhadap gas kotor dan limbah.

Ketiga, penggunaan nanofilter akan mampu menyaring debu-debu yang

berukuran dibawah orde 1 mikron. Polusi disebabkan pengatur udara oleh gas,

debu dan partikel. Masalahnya hanya bagi debu yang berukuran dibawah 1

mikronmeter masih lolos dari filter konvensional. Dengan menggunakan

nanofilter personal ini dapat diatasi.

Keempat, pembuatan berbagai barang industri berbasis nanoteknolgi akan

memerlukan bahan yang sangat sedikit namun kualitasnya sama dengan atau lebih

dari prosduk konvensional.

Kelima, solar cell yang efisiensinya tinggi akan ditemukan lewat

nanoteknologi. Solar cell ini memiliki efisiensi tinggi dan akhirnya mengurangi

pemakaian sumber energi senyawa karbon (minyak bumi dan batu bara).

Keenam, penemuan bateray dan fuel cell berkapasitas tinggi serta daya

hidup lama dengan nanoteknologi akan membantu mengurangi tekanan polusi

pada konsumsi yang besar. Nanoteknologi akan menemukan bahan-bahan

elektroda yang memiliki potensial elektrokimia yang tinggi sehingga memiliki

daya hantar listrik yang tinggi karena tidak terjadi penumpukan muatan pada

elektroda. Hal ini memungkinkan pembuatan bateray berkapasitas tinggi dan

berdaya hidup lama. Sedangkan untuk saat ini telah ditemukan fuel cell

berkapasitas tinggi seperti dari metanol yang dipakai pada laptop NEC dengan

lama hidup 5 jam dan tahun 2005 telah mengeluarkan produk dengan lama hidup

40 jam. Kedua sumber energi diatas akan sangat optimal pada era nanoteknologi

dan menjadi ancaman bagi sumber energi minyak bumi dan batu bara.

Ketujuh, dengan nanoteknologi akan terjadi penghematan energi besar-

besaran karena akan dihasilkan konduktor listrik yang resistansinya 0. Bahan

untuk ini adalah karbon nano tube (CNT) yang diketahui memiliki resistansi

rendah sekali.

Kedelapan, penggunaan energi hidrogen sebagai sumber energi.

Penguasaan energi ini akan sangat mendorong penggunaan hidrogen sebagai

pembangkit energi baru untuk menggantikan energi dari senyawa karbon yang

ada.

Nanoteknologi memang tampak sangat menolong dalam mengatasi

persoalan polusi. Masalahnya kalau Indonesia tidak menetapkan nanoteknologi

pada produk-produk industrinya maka di suatu saat, pada saat negara maju telah

menguasai segalanya, Indonesia akan mengalami kesulitan besar. Barangkali saja

akan ada regulasi internasional untuk menghentikan pabrik-pabrik yang tidak

berbasis nanoteknologi karena tidak ramah lingkungan. Lalu Indonesia akan

menjadi pasar yang empuk bagi produk-produk luar negeri.

c. Tiga Teknologi Masa Depan

Era nanoteknologi pasti datang. Ia akan merevolusi segala pemahaman kita

tentang segala sesuatu. Nanoteknologi akan mengguncang industri, bisinis,

lingkungan, pendidikan, dan riset dan akhirnya seluruh peranata sosial kita.

Karena itu pemikiran kita tidak lagi dalam kerangkan bagaimana menjawab

pertanyaan, jika era nanoteknologi datang tetapi hanya menantikan kapan

persisnya era nanoteknologi itu akan datang.

Segala sesuatu yang telah diuraikan dalam karya ilmiah ini tentang nano

teknologi yang akan membawah pada revolusi iptek dimasa depan ini didasarakn

pada empat hal yaitu:

Pertama, riset dibidang nanosains, yaitu ilmu yang mempelajari sifat-sifat

material/bahan bila strukturnya dalam nano meter, sudah sangat matang bukan

pada tahap awal. Sudah banyak hasil-hasil riset dalm bidang ini seperti. Material

dari bahan kimia organik sampai pada biomaterial, komputer DNA, motor

molekul, membran molekul serta hasili riset lainnya.

Kedua, telah banyak dana yang dikucurkan pemerintah, industri dan

universitas diseluruh dunia. Hal ini menunjukkan keseriusan mereka dalam

pengembangan nanosains ke penerapan dala teknologi yaitu nano teknologi.

Ketiga, kemajuan teknologi di dunia masa mendatang ditopang tiga

teknologi yang saling berhubungan dan saling mempercepat. Ketiga hal ini yaitu

Nanoteknologi, Rekayasa Biologi (bio engineering) dan Teknologi Informasi

(information technology). Kemajuan di bidang nanoteknologi akan mempercepat

penemuan piranti-piranti elektronik yang menunjang kinerja komputer dalam hal

kapasitas penyimpanan data, pengolahan data dan kemampuan bateraynya. Akibat

kemajuan ini, pada akhirnya juga mempecepat riset di bidang rekayasa bioloogi

seperti pemanfaatan DNA untuk membuat komputer DNA. Sebaliknya kemajuan

di bidang rekayasa biologi akan memacu penemuan nano material baru yang

disintesa dari molekul hidup, hal ini sangat penting karena kemampuan

pengolahan material an organik menjadi nano material mengalami kendala

demisional. Penemuan DNA dan lain-lain akan memacu perkembangan

nanoteknologi dan teknologi informasi.

Keempat nanoteknologi datang dari dasar yang sudah dikuasai berabat-

abat sebut saja pengetahuan tentang atom, molekul, zat padat, keramik,logam

polimer dan lain-lain. Bahkan, dunia riset dan industri sudah sangat

berpengalaman dalam sintesa dan analisi material-material industri tersebut.

Nenoteknologi bergerak pada dasar ini hanya membutuhkan sedikit saja usaha,

maka dunia riset dan industri akan masuk dalam dunia nano teknologi.

d. Nanoteknologi, Revolusi IPTEK dan Industri

Diperkirakan, paling lambat rahun 2015 dunia akan memasuki era nano

teknologi. Pada era ini akan ada banyak industri yang ditutup. Pada saat itu akan

terjadi Revolusi Industri ke II setelah Revolusi Industri pada abat ke 18. Industri

konvensional yang ada akan gulung tikar, karna selain memakan biaya produksi

yang sangat besar, produk konvensional juga menghasilkan polusi yang cukup

besar bagi dunia. Hal inilah yang mungkin akan menjadi pertimbangan dari

organisasi dunia PBB untuk melahirkan kebijakan penyelamatan lingkungan

hidup dengan mengurangi pemanasan global demi keselamatan dunia. Pada saat

itu akan ada resolusi yang memaksa industri untuk memproduksi produk-produk

yang ramah lingkungan.

Disinilah letak kelebihan dari nanoteknologi walaupun teknologi ini masih

dalam pengembangan dan kajian, namun satu hal yang pasti dari produk ini

adalah ramah lingkungandan memiliki kepastian. Dengan demikian nanoteknologi

adalah produk iptek yang sangat tepat untuk masa yang akan datang. Jadi

bersiaplah untuk menyambut nano teknologi dan Revolusi Iptek dan Industri.

e. Produk Nanoteknologi masa depan

Beberapa produk nanoteknologi telah dipaparkan diatas yang hanya

sebagian kecildari begitu banyak produk yang sudah berhasi dikembangkan dan

sudah beredear dipasaran. Namun karena nanoteknologi akan terus berkembang

maka hal dibawah inilah yang bisa diramal untuk perkembangan teknologi

revolusioner.

• Grafit bisa diubah menjadi berlian

• Manusia bisa terbang diudara tanpa mengunaka alat bantu (yang tiadak dapat

diliha dengan mata) sebenarnya ditopang oleh atom diudara

• Hologram dimana-mana

• Semua penyakit dapat disembuhkan dengan mudah karena para dokter

seudah memiliki robot nano untuk menjelajah memperbaiki jaringan yang

rusak

• Manusia bisa awet mudah karena nanoteknologi bisa mengatur ulang

molekul-molekul kulit sehingga tetap kencang dan segar

• Bisa mengubah warna mata, rambut, warna kulit sesuai dengan keinginan

• Komputer yang digunakan jutaan kali lebih canggih dari pada komputer yang

ada saat ini juga bisa menyauth dengan kehidupan manusia

• Kita bisa menembus pintu rumah. Karena ada atom yang secara otomatis

melepaskan gandengannya dan membuka diri saat seonsornya merasakan

kehadiran kita. Rumah kita aman dari pencuri karena komputer yang

tertanam di dinding rumah tidak akan memperbolehkan orang-orang tidak

terkenal untuk menembus masuk.

• Semua orang bisa memiliki perpustakaan pribadi yang lengkap dengan

bentuk kacamata sekaligus berfungsi sebagai komputer mini

• Orang lanjut usia memiliki gigi yang sehat dan lengkap.

• Mobil bisa berubah-ubah model warna setiap saat.

• Karpet rumah dapat menelan semua kotoran yang tumpah dilantai

• Lantai kamar mandi selalu kering dan tak tergores

• Kursi dapat secara otomatis menyesuaikan bentuknya dengan bentuk tubuh

kita hingga kita bisa merasa lebih nyaman

• Pisau dapur tidak perlu diasah karena molekul-molekulnya dapat mengatur

diri supaya tajam

• Pakaian yang dikenakan dapat menyesuaikan diri dari pori-porinya menurut

perubahan suhu

• Dan, lain-lain sebagainya.

Semua ini bisa benar-benar diwujudkan asalkan kita benar-benar menguasai

cara memanipulasi atom dan molekul. Ada beberapa produk nanoteknologi

yang bisa didapatkan dalam waktu dekat tapi adapula yang membutuhkan

puluhan tahun penelitian dan pengembangan

KESIMPULAN

Nanoteknologi atau nanosains adalah ilmu pengetahuan dan teknologi

pada skala nanometer, atau sepermilyar meter dengan ukuran inilah atom dan

molekul dapat dimanipulasi disusun kembali sehingga menghasilakan sifat-sifat

yang sesuai dengan keinginan.

DNA merupakan gudang penyimpanan data yang terbesar yang ada saat

ini dan telah diciptakan komputer DNA yang kecepatannya jauh melebihi

kecepatan komputer transistor. Dengan perkembangan nanoteknologi bisa dibuat

mesin yang bisa menciptakan dan memperbaiki diri sendiri.

Alat untuk meraba dan memanipulasi atom yaitu Scanning Tunneling

Microscope (STM) dan Atomic Force Microscope (AFM).

Investasi untuk nanoteknologi sangat tinggi yang didominasi oleh amerika

dan jepang menyusul negara eropa barat dengan jumlah total 434 juta USD.

Investasi tersebut dialokasikan pada bidang-bidang: manufaktur memproduksi,

elektronik, farmasi dan kesehatan dan industri kimia.

Nanoteknologi datang dengan berbagai aspek yaitu kemampuan untuk

mengatasi persoalan polusi dan merupakan teknologi yang ramah lingkungan.

kemajuan teknologi di dunia masa mendatang ditopang tiga teknologi yang saling

berhubungan dan saling mempercepat. Ketiga hal ini yaitu Nanoteknologi,

Rekayasa Biologi (bio engineering) dan Teknologi Informasi (information

technology).

SARAN

Sebagai penutup, penulis mengajak pemerintah, pemerhati IPTEK,

akademisi, pengusaha dan seluruh komponen masyarakat Indonesia untuk mulai

menaruh perhatiannya pada nanoteknologi, mengembangkan dan merumuskan

kebijakan yang tepat untuk riset nanoteknologi yang tepat guna bagi bangsa dan

masyarakat Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.nano.gov

2. http://www.cmc.ca/Events/Conferences/MRD98SIA/

3. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.htmlhttp://www.nobel.se/chemistry/

laureates/2000/press.html

4. http://www.englib.cornell.edu/scitech/w96/DNA.html;

5. http://www.gg.caltech.edu/~winfree/old_html/DNAresearch.html

6. John C. Miller, Ruben Serrato, Jose Miguel Represas-Cardenas, and Griffith

kundah, 2005, The Handbook Of Nanotechnology.

7. Dedy Hermawan Bagus Wicaksono,2001, Dimensi Wartasains Dan Teknologi

8. Dr. kembato, 2005, Gelombang Nano Teknologi, Jakarta, Penerbi YSM

9. Prof. Yohanes Suya, Ph.D, 2004, Nano Teknologi :Teknologi Terkini

Menyambut Masa Depan., Jakarta, Penerbit PT Bina Sumber Daya MIPA

10. R. W. Siegel, E. Hu and M.C. Roco, 1999. Nanostructure Science and

Technology. A World Wide Study.

11. Google search; Nanotechnologi

12. Google search; Nanomolekular

13. Google search; computer DNA

14. Google search; atom

15. Google search; molekul