Konsep dan Panduan Membangun Generasi Nanoteknologi_Isi.pdf

Membangun Generasi Iptek Nano Indonesia

-1-

BAB I

PENDAHULUAN

Konsep dasar yang melandasi kajian bidang iptek nano baru muncul

pada tahun 1959 melalui ide cemerlang tentang kemungkinan untuk

mengeksplorasi dan memanipulasi material pada skala atom dan

molekul secara individu (feynman, 1959). Jika cara tersebut digunakan

untuk menuliskan informasi, maka feynman membayangkan bahwa

ensiklopedia britanika (Encyclopedia Britannica) dapat ditulis secara

keseluruhan dengan hanya memerlukan ruang dengan luas sebesar

ujung penjepit. Selain itu, ia juga memperkirakan adanya peningkatan

kemampuan untuk menguji dan mengendalikan materi pada skala

nanometer. Pendapat feynman ini memperoleh tanggapan luas. Namun

karena keterbatasan alat untuk memferisikasi sifat dan

mengkarakterisasi hasil sintesis material berukuran annometer, maka

bidang penelitian ini belum begitu berkembang, hingga ditemukan STM

(Scanning Tunneling Microscope) oleh Binnig dan Rohrer pada tahun

1981. Penemuan ini menjadi pemacu peneliti untuk mengkaji fenomena

material di wilayah nanometer, karena alat STM mempunyai

kemampuan/untuk memferisikasi sifat, bentuk, ukuran dan morfologi

partikel pada material berukuran nano.

Iptek nano sekarang ini berlanjut pada suatu titik di mana peneliti

berkerja pada tataran manipulasi dan pengendalian atom-atom dan

molekul secara individu, baik molekul organik, molekul anorganik

maupun gabungan antara keduanya. Hal inilah yang kemudian menjadi

ciri khas yang membedakan iptek nano dengan bidang kajian riset yang

lain semacam bioteknologi maupun bidang lain yang lebih dahulu

mapan. Meskipun terkait dengan manipulasi molekul dan gugus

fungsional yang khas, rekayasa bioteknologi hanya terkait dengan

manipulasi molekul dan material yang berasal dari makhluk hidup,


-2-

sedangkan iptek nano terkait dengan kajian interaksi antara atom dan

molekul, baik yang berasal dari makhluk hidup maupun benda mati

seperti karbon nanotube, nanokristal, quantum dots, dan nanowire,

yang semuanya merupakan material anorganik berukuran nano. Pada

skala ini, sifat-sifat material tidak lagi dikendalikan sepenuhnya oleh

sifat listrik dan magnetik sebagaimana digambarkan oleh fisika klasik,

namun sifat material dikendalikan oleh interaksi anta individu atom

dan molekul yang mengambil peranan penting. Hukum fisika klasik

newton tidak mampu memberikan deskripsi memuaskan untuk sifat

material pada skala ini, dan hanya fisika quantum yang mampu

menjelaskan munculnya keunggulan sifat material berukuran nano.

Pemanfaatan keunggulan material berukuran nano menjanjikan

peluang eksplorasi untuk menciptakan teknologi baru dengan

pencapaian melampaui apa yang telah diciptakan oleh bidang

komputer dan bioteknologi di beberapa dekade ini. Penerapannya

diharapkan mampu membawa perubahan infrastruktur yang dramatis,

semisal pembuatan komputer yang sangat cepat, membuat pesawat

yang lebih ringan, dan menampakkan sel-sel kanker yang sulit diamati

oleh mata manusia. Keperluan energi umat manusia juga diharapkan

dapat terpenuhi memalui konversi energi matahari menjadi energi

listrik menggunakan sel surya yang sangat efisien dan menyimpannya

dalam baterai-baterai berkinerja tinggi dari material nano, yang tahan

lama dengan waktu isi ulang yang cepat. Permukaan energi melalui

konversi energi matahari menggunakan sel surya berkinerja tinggi

merupakan solusi yang tepat untuk masalah energi, karena bersih,

tidak menimbulkan polusi dan energi matahari tidak akan habis dalam

kurun waktu beberapa milyar tahun ke depan. Jika dibandingkan

dengan cadangan minyak bumi di Indonesia yang diperkirakan hanya

beberapa puluh tahun ke depan sudah habis dan batubara yang

disekitar ratusan tahun, maka kemampuan energi matahari untuk

memenuhi kebutuhan energi jauh lebih lama.

Masalah di bidang energi, saat ini telah menjadi masalah yang sangat

mendasar, menggeser posisi masalah di bidang pertanian. Tanpa

energi, mesin-mesin produksi tidak dapat berjalan, transportasi


-3-

lumpuh, semua makanan tersaji mentah, rumah sakit tidak dapat

beroperasi dan keperluan mendasar seperti air pun sekarang ini sulit

terpenuhi tanpa menggunaan energi. Air menjadi semakin mahal

karena biaya pengolahannya yang tinggi. Meskipun sebagian besar

permukaan bumi diselimuti oleh air, namun air yang berlimpah

tersebut tidak dapat dikonsumsi secara langsung. Air yang ada di mana-

mana tersebut sebagian sudah tercemar, ataupun memang secara

alamiah tidak dapat digunakan secara langusng semisal air laut.

Pengolahan air dan pompanya dari sumber ke pengguna memerlukan

energi. Energi yang mudah, menjamin ketersediaan keperluan dasar

seperti air, pengolahan pangan, dan keperluan yang lain.

Pengkonversian energi matahari maupun energi terbarukan menjadi

energi yang murah dan bersih merupakan terobosan untuk mengatasi

permasalahan mendasar. Hal ini merupakan peluang yang dapat

dimanfaatkan oleh bangsa Indonesia, mengingat matahari yang

bersinar sepanjang tahun di kepulauan nusantara.

Iptek nano juga memberikan peluang untuk meningkatkan nilai tambah

sumber daya mineral maupun hayati khas Indonesia. mineral-mineral

semacam TiO2, montmorilonit, perovskite, silica, dan zeolit merupakan

beberapa contoh mineral yang dapat dimanfaatkan dengan teknologi

nano. Pengolahan mineral tersebut hingga menjadi produk nano perlu

usaha sungguh-sungguh. Teknologi katalis untuk perengkahan minyak

bumi, adsorben dengan luasan area yang besar, fotokatalis merupakan

beberapa produk nano berkinerja tinggi yang dapat dihasilkan dari

pengolahan mineral tersebut. Teknolgi katalis berperan dalam

meningkatkan efesiensi energi, produk yang selektif, mengurangi

jumlah limbah dan mengurangi hasil samping. Penggunaan adsorben

berkinerja tinggi mampu diandalkan untuk zat beracun dan berbahaya

kemudian mengisolasinya sehingga tidak menyebar ke area yang lebih

luas. Fotokatalis semacam TiO2 dapat digunakan untuk mengkonversi

kontaminan berupa senyawa organik yang berbahaya menjadi senyawa

lain yang aman, selain itu dapat juga digunakan untuk membunuh

bakteri patogen. Hal ini merupakan terobosan baru karena penggunaan


-4-

fotokatalis untuk memusnahkan bakteri tidak menggunakan bahan

kimia, sehingga prosesnya aman, murah dan tanpa pencemaran.

Para pakar memprediksi bahwa revolusi nanoteknologi akan

bedampak sangat besar sebanding dengan empat revolusi industri yang

pernah ada (revolusi mesin uap, kereta api, kendaraan bermotor dan

komputer) yang memerlukan waktu selama dua abad. Dampak yang

sama dari keempat revolusi industri ini akan dicapai hanya dalam

waktu beberapa tahun saja seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1

Gambar 1.1 Perbandingan dampak masyarakat dari beberapa revolusi industri

dan nanoteknologi

Menurut hasil kajian para pakar dari Eropa, potensi pengembangan

nanoteknologi akan mengakselerasi produk-produk industri. Gambar

1.2 menunjukkan bahwa sampai tahun 2005, peluang nanoteknologi

dalam pasar industri tidak terlalu memberikan dampak yang signifikan.

Ini mengindikasikan bahwa riset dan pengembangan nanoteknologi

memang masih berusia relatif baru. Namun seiring dengan berjalannya

waktu, dalam periode 2010 sampai 2020, akan terjadi percepatan yang

luar biasa dalam penerapan nanoteknologi di dunia industri.

Selanjutnya pada tahun-tahun berikutnya peluang nanoteknologi akan


-5-

jenuh, dimana pada saat itu, produk-produk nanoteknologi di pasar

sudah sangat massive jumlahnya. Oleh karena itu, pengembangan

nanoteknologi harus dilakukan segera pada masa sekarang ini. Jika

tidak, maka peluang pengembangan nanoteknologi akan terliwatkan,

dan sebagai konsekuensinya Indonesia akan menjadi negara yang

tertinggal dan kalah karena tidak akan mampu bersaing dengan

negara-negara lain di dunia ini.

Gambar 1.2 Peluang nanoteknologi dalam dunia industri.

Saat ini berbagai macam aplikasi nanoteknologi telah berkembang

mulai dari bidang elektronik, kedokteran, farmasi, konsruksi, industri

makanan, tekstil, keramik dan lain-lain. Sebagai contoh, perkembangan

nanoteknologi dalam dunia komputer telah mengubah tidak hanya

ukuran komputer semakin ringkas, namun juga peningkatan

kemampuan dan kapasitas yang luar biasa, sehingga memungkinkan

penyelesaian program-program raksasa dalam waktu yang singkat.

Seperti halnya komputer, produk hand phone telah disempurnakan

sedemikian rupa dengan nanoteknologi sehingga berharga lebih murah

dengan kemampuan dan kapasitas yang jauh lebih baik. Produk-produk


-6-

seperti nanotekstil, nano keramik, nanocoating, nanofilm, nanofarmasik

dan lain sebagainya juga telah mulai merambah dan menyatu ke dalam

kehidupan manusia melewati batas-batas status sosialnya. Oleh karena

itu, nanoteknologi merupakan tenaga penggerak bagi bisnis-bisnis baru

dan Indonesia harus segera mengambil bagian dalam pengembangan

dan penerapan nanoteknologi untuk penguatan industri nasional.

Kekayaan sumber daya hayati Indonesia menyimpan potensi yang

besar untuk dimanfaatkan, namun saat ini belum optimal tersentuh

teknologi nano. Biodiversitas sumber daya alam hayati Indonesia

sangatlah kaya. Kekhasan alam tropis dan sebaran gunung berapi di

seluruh Indonesia, secara alamiah merupakan penyedia iklim dan

mineral penyubur tanah yang ideal utuk tumbuhnya berbagai

tumbuhan pangan, kayu keras maupun tanaman obat. Melalui rekayasa

nanoteknologi, bahan alam berkhasiat obat dapat dimanfaatkan sebagai

obat yang dapat berprilaku sperti bom cerdas. Obat yang dirancang

dengan ukuran nano diharapkan mampu terbawa dalam aliran darah,

tanpa kehilangan materaial aktif selama proses penghantaran, dan

hanya meledak menyerang sel sakit yang akan diobati. Hal ini akan

mengatasi permasalahan hilangnya bahan aktif dan terserangnya sel

sehat yang menimbulkan efek buruk selama pengobatan berlangusng.

Disain obat cerdas yang dapat mengontrol jumlah keluarnya obat

dalam tubuh pasien sehingga pasien tidak terlalu sering mengkonsumsi

obat . obat hanya sekali diminum dan bahan aktif dakan menyesuaikan

dengan tingkat keperluan bahan obat, keluar secara periodik ke pusat

sakit hingga pasien sembuh. Secara singkat, iptek nano dalam

pengobatan diharapkan mampu meniadakan efek samping dan

meningkatkan efesiensi dosis obat. Selain pengobatan terhadap

penyakit yang muncul, penggunaan iptek nano diharapkan juga mampu

digunakan dalam deteksi dini penyakit, sehingga menjamin ketepatan

dan efektifitas pengobatan.

Keuntungan dan peluang yang ditawarkan iptek nano memberikan

hasrat baru bagi negara-negara maju dan berkembang termasuk

Indonesia untuk berlomba-lomba mengembangkanya. Potensi

penerapan yang luas diharapkan mampu memompa dan


-7-

menghidupkan sendi-sendi perekonomian yang berujung pada

meningkatnya kesejahteraan. Bagaimana dengan bangsa Indonesia?

peluang pengembangan nanoteknologi terbuka lebar dan kepemilikan

sumber daya mineral hayati yang khas memberikan keunggulan

tersendiri jika dapat mengolahnya dengan memanfaatkan

nanoteknologi. Meskipun demikian, kerja penelitian hingga

menghasilkan produk merupakan jalan panjang dan perlu dukungan

dari semua pihak terkait. Secara ilmiah, pengembangan nanoteknologi

merupakan kerja bersama antar peneliti ilmu kimia, biologi, sains

material, fisika, dan sains komputer. Tidak hanya peneliti, pihak-pihak

di lingkungan pemerintahan, pengusaha, dan pengamat sosial pun

perlu mengetahui terkait nanoteknologi. Masing-masing memiliki

peranan penting dengan berbagai bakat dan cara pandang dalam

membangun Indonesia dengan nanoteknologi.

Apabila tidak ada kerjasama antar sesama pengembang iptek nano,

kejadian yang mirip dengan cerita kontroversi di antara orang buta

tentang gajah akan terjadi. Masing-masing punya cara dan bahasa yang

unik untuk menyampaikan penemuannya. Oleh kerena itu komunikasi

interdisiplin ilmu terkait pengembangan iptek nano merupakan hal

penting untuk dipenuhi. Hal ini memerlukan fasilitator untuk

menjembatani dan memberikan arahan kerja di masa depan untuk

kepentingan bangsa. Kerja semakin berat manakalah tuntutan untuk

menghasilkan produk nanoteknologi siap digunakan oleh masyarakat.

Pemerintah tidak hanya dapat berperan sebagai fasilitator, namun juga

regulator yang diharapkan mampu meningkatkan komunikasi antara

para ahli peneliti dengan industriawan termasuk pengaturan hak atas

kekayaan intelektual dan paket kebijakan terkait penerapan

nanoteknologi.


-8-

I believe in intuition and inspiration. Imagination is more important than knowledge. For knowledge is limited, whereas imagination embraces the entire world, stimulating progress, giving birth to evolution. It is, strictly speaking, a real factor

in scientific research (Albert Einstein)


-9-

BAB II

ILMU PENGETAHUAN DAN TEKNOLOGI (IPTEK) NANO

II.1. Sejarah

Munculnya kesadaran terhadap iptek 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 Theres 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.


-10-

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

m = 10-6 m) hingga centimeter (1 cm = 10-2 m). 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 = 10-9 m). Ukuran tersebut 1000 x lebih kecil dari diameter

rambut manusia (80 m). Diameter sel darah merah dan virus hanya

sebesar masing-masing 7 m 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 100 nm

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


-11-

kemampuan untuk fabrikasi dan pergerakan terkontrol atau ketelitian

pengukuran dibawah 100 nm. 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.

II.2. Kajian Teori

Arti Iptek Nano

Nanosains adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari fenomena atau

sifat-sifat suatu objek atau material dalam skala nanometer (1 nm =

1/1.000 m = 1/1.000.000 mm = 1/ 1.000.000.000 m). Bisa dipahami

bahwa 1 per 1.000.000.000 meter adalah sebuah ukuran yang sangat

kecil sekali. Untuk melongok dunia berskala nano, sebagai contoh

marilah kita melihat bagian tubuh manusia seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.1.

Mula-mula, tubuh kita berada di dunia berskala meter (m). Kemudian,

bagian tubuh manusia yang berskala 1 per 1000 atau milimeter (mm)

adalah tahi lalat. Selanjutnya, yang berskala 1 per 1000 dari itu atau

mikrometer (m) adalah diameter rambut, sel tubuh atau sel darah

merah. Sampai disini mungkin bisa mudah dipahami karena terlihat

oleh panca indra. Nanometer (nm) adalah besaran 1 per 1000 dari itu,

seperti lebar DNA yang berskala berkisar 2 nm. Bila nanometer dibagi

lagi menjadi 1 persepuluhnya, maka akan sampai pada besaran atom

(0.1 nm=1 (Angstrom)).

Perbandingan antara 1 meter dengan 1 nanometer adalah seperti

halnya perbandingan antara bola bumi dengan bola pingpong. Seperti

itulah perbedaaannya. Kita hidup di dunia berskala meter, sehingga jika

kita menggunakan benda berskala nanometer, ibaratnya seperti halnya

manusia yang berukuran bumi menggunakan bola pingpong. Dari

kenyataan ini, dapat dikatakan manusia secara perlahan-lahan tengah

mendapatkan teknologi yang sulit dibayangkan.


-12-

Gambar 2.1 Ukuran dari bagian tubuh manusia.

Sementara itu, definisi nanoteknologi yang umum digunakan pada

buku-buku pelajaran adalah Ilmu pengetahuan dan teknologi yang

mengatur struktur dan fungsi zat, material, devais dan sistem-proses

pada tingkat atom, molekul dan skala nanometer. Definisi yang lebih

detil lagi menurut pemerintah Amerika Serikat adalah Teknologi yang

mengatur struktur dan fungsi zat pada skala panjang, lebar atau tinggi

sebesar 100 nanometer atau kurang.

Jadi bisa dikatakan nanoteknologi adalah ilmu pengetahuan dan

teknologi yang mengontrol zat, material dan sistem pada skala

nanometer, sehingga menghasilkan fungsi baru yang belum pernah ada.

Yang menurut Prof. T. Kawai sebagai ilmu pengetahuan dan teknologi

untuk menyusun satu persatu atom atau molekul, sehingga tercipta

dunia baru.

Sebagai contoh, perkembangan nanoteknologi dalam dunia komputer

telah mengubah tidak hanya ukuran komputer semakin ringkas

(Gambar 2.2), namun juga peningkatan kemampuan dan kapasitas yang

luar biasa, sehingga memungkinkan penyelesaian program-program

raksasa dalam waktu yang singkat. Seperti halnya komputer, produk

hand phone telah di-upgrade sedemikian rupa dengan nanoteknologi


-13-

sehingga berharga lebih murah dengan kemampuan dan kapasitas yang

jauh lebih baik.

Gambar 2.2 Perubahan bentuk komputer yang semakin ringkas dan

berkapasitas tinggi.

Gambar 2.3 Nanoteknologi mengubah dunia.

Produk-produk ini telah merambah dan menyatu ke dalam kehidupan

manusia melewati batas-batas status sosial umat manusia (lihat

Gambar 2.3). Oleh karena itu, nanoteknologi merupakan driving force

bisnis-bisnis baru. Berbagai macam aplikasi nanoteknologi pada

produk-produk dewasa ini dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Super Slim notebook

Komputer generasi ke-4


-14-

Gambar 2.4 Berbagai macam aplikasi nanoteknologi.

Metode Pembuatan Nanomaterial

Metode untuk membuat nanomaterial, secara garis besar

dikelompokkan menjadi dua kategori : top-down dan bottem-up.

Metode top-down adalah metode pembuatan material nano dengan

cara memotong-motong atau menghancurkan material berukuran

besar menjadi berkuruan nanometer. Termasuk dalam kategori ini

adalah metode litografi beserta dengan metode modifikasinya secara

luas dipergunakan dalam produksi chip komputer dan berbagai

peralatan mikroelektronik. Pengembanagn terkini dari teknik ini

adalah metode din pen lithography yang dapat diguanakan untuk

menata selapis molekul beserta kombinasi molekul lain pada

permukaan material yang dikehendaki.

Metode kedua memproduksi material nano adalah metode bottem-up

merupakan teknik yang digunakan untuk menata dan mengendalikan

atom-atom dan molekul menjadi material berkuuran nano. Salah satu

metode ini misalnya adalah metode penataan posisi (positional

assembly) yang menggunakan alat bantu untuk menata atom-atom

sesuai dengan posisi yang dikehendaki. Keberhasilan manata atom-

atom xenon membentuk kata IBM telah membuktikan kehandalan

metode ini dalam menata dan memanipulasi atom. Namun demikian,

metode ini belum dapat diguanakan untuk kepentingan industri. Hal ini

dikarenakan memerlukan waktu lama dan membutuhkan beberapa

NanoTextile NanoArmor NanoCoat For

Automotive NanoMedicine


-15-

tahapan proses. Satu tahapan lanjut dapat dikerjakan apabila langkah

sebelumnya telah selesai dan berhasil secara sempurna.

Metode bottem-up lain adalah metode self assembly. Atom-atom,

molekul, partikel nano yang berbeda dicampurkan bersama dengan

material berpori dengan ukuran geometri dan struktur pori tertentu.

Karena geometri dan strktur elektronik yang unik, secara spontan

atom-atom mengorganisasi diri membentuk strktur tertentu yang

stabil dalam pori. Mengingat metode self assembly didsarkan pada

reaksi kimia, metode ini adalah sederhana dan tidak mahal. Namun

demikian, karena pengendalian sepenuhnya tergantung dari kondisi

reaksi maka metode ini tidak menawarkan presisi untuk menghasilkan

bentuk, ukuran, dan keseragaman tinggi sebagaimana ayng ditawarkan

oleh metode top-down semacam metode litografi. Untuk menghaislkan

keseragaman strktur dan ukuran, bahan-bahan kimia tertentu dapat

berfungsu sebagai cetakan maupun pengendalian ukuran sering

ditambahkan dalam metode bottem-up.

II.3. Penerapan iptek nano

Penerapan iptek nano begitu luas cakupannya dan merupakan kajian

menarik karena munculnya keunggulan sifat pada skala nanometer.

Berikut ini adalah contoh-contoh aplikasi untuk memberikan gambaran

tentang penerapan yang sudah dilakukan maupun yang masih dalam

kajian intensif.

Tabir Surya (Sunscreen) dan Kosmetika

Titanium dioksida (TiO2) dan seng oksida (ZnO) berukuran nano

merupakan komponen aktif yang banyak digunakan dalam tabir surya.

Hal ini dikarenakan kemampuan mereka unutk mengabsorb dan

memantulkan sinar ultra violet, dan bersifat transparan untuk sinar

tampak sehingga manarik konsumen. Oksida logam berukuran nano

digunakan sebagai pewarna pada gincu (lipstick) adalah besi oksida,

dan untuk aplikasi oksida logam lain memerlukan kajian mendalam

mengenai efek terhadap kesehatan manusia.


-16-

Komposit

Komposit merupakan kombinasi dari satu atau lebih komponen

terpisah yang dirancanang untuk menunjukkan seluruh sifat-sifat

terbaik dari setiap komponennya. Nanomaterial semacam carbon

nanotube, serat karbon berukuran nano dan clay (lempung)

merupakan material yang banyak digunakan unutk penyususnan

komposit. Hasil yang diharapkan bukan hanya sifat-sifat mekanis,

namun meluas hingga sifat optik dan magnetik. Sekrang ini, serat

karbon berukuran nano telah diterapkan sebagai filter untuk

menguatkan ban kendaraan. Sedangkan clay terlah diterapkan secara

luas untuk pentingan menguatkan sifat polimer, misalnya : nilon, poli

etilen, poli akrilamida, polistiren, dan lain-lain. Komposit antara clay

dengan polimer-polimer tersebut umumnya disebut sebagai

nanokomposit yang diterapkan untuk pembuatan belt cover,

dashboard, cover handphone, bumper, flame retardant, dan lain-lain.

Material Sangat Keras dan Liat Untuk Pemotong

Alat pemotong yang terbuat dari material-material nanokristalin

semacam tungsten karbida, tantalum karbida dan titanium karbida

memiliki sifat yang lebih licin, tahan terhadap pengikisan dan lebih

tahan lama jika dibandingkan dengan alat sejenis dengan kristalin yang

lebih besar.

Pelapisan Permukaan

Pelapisan dengan ketebalan yang terkontrol pada tingkat atom atau

skala nano merupakan kegiatan yang umumnya dilakukan untuk

kepentingan pembuatan divais optoelektronik, katalis maupun aktivasi

permukaan dengan gugus funngsional tertentu. Penerapan pelapisan

oksida titanium dioksida teraktivasi pada kaca untuk mendapatkan

sifat permukaan yang mampu membersihkan diri sendiri (self-

cleaning), anti bakteri dan mampu mendegradasi senyawa organik


-17-

yang menempel dipermukaannya merupakan satu contoh

perkembanagn terakhir penerapan pelapisan.

Pembuatan Cat

Performa cat dapat ditingkatkan melalui penambahan nanopartikel

yang akan membuat perubahan sifat cat, yaitu cat menjadi lebih ringan

karena lapisan tipis, memerlukan lebih sedikit pelarut dan juga

perubahan sifat yang lain. Pemakaian cat jenis ini umumnya digunakan

untuk kepentingan pengecatan pesawat, sehingga hasil akhir bobot

pesawat menjadi lebih ringan. Pengembangan cat dengan ketahanan

tinggi terhadap fouling dari air laut dan bebas dari timbal tributil (TBT)

dengan menggunakan nanopartikel merupakan peluang pembuatan cat

ramah lingkungan. Selain itu, permukaan untuk keperluan pelapisan

pipa industri dan keperluan rumah tangga serta pelapisan reaktor

proses di industri yang berujuan untuk menghemat energi, misal untuk

reaktor dengan pertukaran panas tinggi. Tantangan ke depan pada

pembuatan cat dengan penambahan nanopartikel adalah pembuatan

cat yang akan berubah warna karena perubahan temperatur atau

lingkungan kimia, atau cat yang dapat menurunkan absorpsi infra

merah sehingga menurunkan jumlah panas yang hilang.

Remediasi

Potensi penggunaan nanopartikel untuk bereaksi dengan polutan di

tanah dan air laut mengubahnya menjadi senyawa yang tidak

berbahaya merupakan satu bentuk pemanfaatan sifat nanopartikel

berupa kepemilikan luas area yang besar dan aktifitas adsorpsi. Oksida

logam nanopartikel semacam besi oksida dapat dimanfaatkan untuk

menyerap hidrokarbon terklorinasi menjadi spesies yang tidak terlalu

berbahaya. Penggunaan oksida logam ini diharapkan juga mampu

mengimobilisasi logam berat terlarut seperti timbal dan merkuri dari

larutan di lingkungan


-18-

Fuel Cell

Rekayasa permukaan merupakan hal yang sangat mendasar dalam fuel

cell, dimana karakteristik permukaan luar dan struktur pori

mempengaruhi unjuk kerjanya. Hidrogen yang digunakan dapat

diproduksi melalui proses katalitik dari hidrokarbon yang pada

umumnya merupakan bagian yang terhubung langsung dengan fuel

cell. Potensi rekayasa nanoteknologi pada membran untuk

mengintensifikasi proses dapat meningkatkan untuk kerja dengan skala

fuel cell lebih kecil.

Layar (Display)

Besarnya permintaan pasar untuk layar lebar, jernih, datar

sebagaimana digunakan untuk layar televisi dan monitor komputer

sepenuhnya dihasilkan dari pengembangan beberapa nanomaterial.

Beberapa nanokristalin semacam seng selenida, seng sulfida, kadmiun,

sulfida dan timbal terlluida yang disintesis dengan metode sol-gel

memiliki peluang sebagai generasi baru untuk ligh emetting phosphors.

Material semacam carbon nanotube juga telah dikembangkan sebagai

kandidat layar dengan kinerja tinggi hemat energi.

Additif Bahan Bakar

Kajian penambahan cerium oksida nanopartikel pada bahan bakar

diesel untuk meningkatkan nilai ekonomi bahan bakar melalui

penurunan tingkat konsumsi bahan bakar merupakan salah satu

penerapan nanoteknologi.

Baterai

Pengembangan peralatan elektronik fungsional yang semakin kecil

semacam laptop, handphone, GPS dan sensor memerlukan baterai

ringan dan berenergi tinggi. Material nanokristalin yang dikembangkan

dengan metode sol-gel berupa membran merupakan kandidat yang

kuat sebagai pelat pembagi di dalam baterai karena karakterisasinya

yang mirip dengan busa yang diharapkan mampu menghasilkan lebih

banyak energi dibandingkan dengan konvensional. Logam nikel hidrida


-19-

yang terbuat dari nikel nanokristalin dan logam hidrida diharapkan

mampu menjadi baterai dengan waktu recharging yang lebih pendek

dengan usia pakai lebih panjang.

Katalis

Secara umum, nanopartikel memiliki luasan permukaan besar,

sehingga dapat menunjukkan aktivitas katalitik yang lebih besar dari

pada katalis konvensional. Rekayasa nanopartikel dapat dilakukan

dengan cara mengendalikan ukuran nanopartikel melalui kerangka

struktur support materialnya yang dapat berupa membran atau

nanoporos. Penggunaan surfaktan pada sintesis nanopartikel dalam

larutan mampu menghasilkan nanopartikel yang terdispersi tunggal

dengan keseragaman struktur lapisan tipis tinggi. Selain aktivitas

katalitik lebih besar, keseragaman ini menjamin selektifitas produk

untuk menghindarkan dan meminimalisir produk samping yang

dihasilkan selama reaksi.

Pelumas

Material anorganik berbentuk bola yang berukuran nano dapat

digunakan sebagai pelumas, dengan dasar perlakukan sebagai batalan

peluru, bentuk yang terkendali pada ukuran nano diduga sebagai akibat

kemampuan kerja yang lebih lama dari pelumas konvensional maupun

pelumas dengan penambahan additif. Namun demikian pertimbangan

biaya dan umur pakai masih memberikan hambatan untuk melakukan

produksi masal pelumas nano ini. Kemudian baru akan memiliki nilai

ekonomi bila pelumas berbentuk nanopartikel mampu didispersikan

pada pelumas cair.

Material Magnetik

Nanokristalin yttrium-samarium-cobalt telah menunjukkan sifat

magnetik yang tidak biasa jika dibandingkan pada kondisi bulknya.

Sifat ini sangat potensial utnuk diterapkan pada alat magnetik

resonance imaging (MRI) yang digunakan secara luas di rumah sakit

dan sensor mikro.


-20-

Implant Medis

Implant medis terkini seperti implant orthopedi dan katup jantung

adalah berupa alloy dari titanium dan baja stainless, disebabkan karena

sifat biokompatibelnya. Namun demikian, pada beberapa kasus

beberapa alloy logam mengalami keausan seiring dengan waktu

pakainya. Zirkon oksida nanokristalin merupakan material yang keras,

tahan aus, tahan korosi, dan biokompatibel sehingga merupakan

kandidat yang berpeluang unutk keperluan ini.

Pemurnian Air

Rekayasa nano membran dapat diterapkan untuk proses pemurnian air

dengan energi yang efisien, khususnya proses desalinasi dengan

menggunakan osmosis balik. Penerapannya memerlukan teknologi

tambahan, dimana nanopartikel yang digunakan adalah yang

terimobilisasi secara tetap dan bukan dalam bentuk nanopartikel

bebas.

Baju Seragam Militer

Pengembangan baju seragam militer merupakan pengembangan

penerapan nanoteknologi yang sedang dikerjakan di soldier

nanotechnolgies at massachusetts institute of technology, USA, pada

tahun 2004. Pengembangan dalam jangka pendek baju yang mampu

untuk mengabsorp energi semacam gelombang ledakan, dan dalam

jangka panjang adalah baju yang memiliki sensor-sensor penjejak

keberadaan senjata kimia dan biologi. Spekulasi yang lebih jauh adalah

mengembangkan baju yang mampu mengukur fisiologi tentara di

medan perang dan baju yang memiliki kemampuan untuk mengobati

tentara dalam pertempuran, misal patah tulang.

Chip Komputer

Miniaturisasi chip komputer merupakan usaha yang berdampak luas

bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta kehidupan

manusia. Pada tahun 1971, Intel menggunakan teknologi chip 10.000

nm dan kini adalah teknologi 130 nm. Perubahan kinerja proses adalah


-21-

luar biasa dari beberapa ribuchip menjadi giga flop dengan ukuran

proses yang ribuan kali lebih kecil.

Penyimpanan Informasi

Hardisk yang pertama kali dibuat oleh IBM pada tahun 1956

memerlukan lima puluh disk yang berukuran 24 inch dan hanya

mampu menyimpan data sebanyak 5 MB (Mega Byte), dan kini hardisk

yang berada di PC memiliki kapasitas dari 80 GB (giga byte) atau

berkemampuan lebih dari 14.000 kali dengan ukuran kurang dari

seperseribu hardisk yang dibuat pada tahun 1956. Hal ini

dimungkinkan dengan adanya teknologi DRAM dan adanya material

magnetik berkinerja tinggi. Penerapan iptek nano juga dijumpai pada

teknologi penyimpanan dengan menggunakan DVD ataupun CD.

Optoelektronik

Unsur penting dalam revolusi teknologi informasi adalah

optoelektronik, yakni divais yang mampu mengkonversi sinyal listrik

menjadi bentuk cahaya untuk transmisi data, untuk display pada sensor

berbasis optik dan diharapkan di masa depan mampu dimanfaatkan

untuk komputasional berbasis optik. Meskipun beberapa divais

optoelektronik tidak memerlukan miniaturisasi sebagaimana di chip

komputer, namun kecenderunagn miniaturisasi juga terjadi misalnya

pada quantum well laser dan display kristal cair (liquid crystal display)

Komputasi Quantum

Komputasi quantum dan kriptografi quantum sangat diuntungkan

dengan pengembangan optoelektronik. Kedua teknologi tersebut

sangat bergantung dengan fakta bahwa energi diskrit di tingkat

kuantum meningkat secara dominan sebagai energi elektromagnetik

seiring dengan pengecilan ukuran partikel. Jika teknologi membuat

strktur nano dari material yang kompleks telah berhasil dikuasi maka

disain tingkat atomik untuk menghasilkan kuantum kriptografi yang

berfungsi utnuk menggantikan metode enskripsi kriptogradi akan

menjadi suatu kenyataan. Sementara itu, komputasi quantum mampu


-22-

tercipta dan mampu menyelesaikan perhitunagn kompleks yang saai ni

belum dapat dilakukan.

Sensor

Nanoteknologi memegang beberapa peranan penting dalam

pengembangan sensor. Pertama dalam mengecilkan bentuk ukuran

seminimal mungkin sehingga konsumsi energi menjadi semakin

rencah. Yang kedua meningkatkan akurasi pengukuran dan

kemampuannya semakin spesifik. Untuk menghasilkan sensor

berukuran 1 mm2 diperlukan teknik fabrikasi nano yang sama dengan

di industri teknologi informasi.

Penghantar Obat (Drug Delivery)

Nanoteknologi memiliki potensi penerapan yang sangat besar untuk

penghantaran gen dan obat. Wahana yang digunakan dapat berupa

nanopartikel yang memiliki gugus fungsional spesifik yang melingkupi

obat dan kemudian dipelaskan secara spesifik dan mengontrol

pelapsan obat ke sel penyakit yang menjadi target. Penggunaan drug

delivery dapat meningkatkan efektifitas pengobatan dan menurunkan

efek samping.

Array Teknologi

Penataan (array) molekul DNA pada carrier inert merupakan

pendekatan yang dilakukan untuk membuat chip DNA. Sekarang ini

metode ini merupakan metode secara rutin digunakan untuk analisis

gen dan protein. Resolusi tinggi dan volume sampel yang lebih sedikit

menajdikan metode ini sebagai metode ampuh untuk menganalisis

sampel dari makhluk hidup dalam jumlah bersar pada skala nanometer

den\gan sensitivitas dan akurasi tinggi. Hal ini merupakan penerapan

nanoteknologi yang disebut sebagai lab on chip nanotechnologies.


-23-

The first essential in chemistry, is that you should perform practical work and conduct experiments, for he who performs not practical work nor makes experiments will never attain the least degree of mastery

(Jabir Ibnu Hayyan)


-24-

BAB III

IPTEK NANO DI DUNIA

Pada bagian ini akan dipaparkan arah pengembangan nanoteknologi

dunia terutama sektor publik berikut strategi dan kegiatan inisiatif,

pendanaan, infrastruktur, peta perusahaan di USA, Eropa dan Asia

Pasifik dan juga fokus pasar dari pelaku bisnis di Eropa dan Asia-

Pasifik. Diharapkan dari pemahaman akan peta kekuatan

nanoteknologi di dunia akan dapat membantu bagaimana sikap yang

harus diambil oleh Generasi muda Indonesia dari berbagai kalangan.

Menurut laporan Technology Transfer Centre-UK (2007), dari segi

pendanaan negara Jepang mengungguli USA dan Uni Eropa bahkan

China untuk investasi di bidang Nanoteknologi pada periode tahun

2006 - 2010. Khusus untuk kawasan Uni Eropa, pemerintah Jerman

terlihat mengungguli semua pendanaan negara-negara Eropa lainnya,

dengan total dana sekitar 330 juta Euro per tahunnya. Namun demikian

secara keseluruhan Uni Eropa memiliki skema dana hampir 600 juta

Euro sampai tahun 2013 melalui program FP7. Hal ini membuat Eropa

unggul dibanding pemerintah USA maupun Jepang. Jerman di satu sisi

tampaknya sangat serius dalam aktivitas NanoTeknologi. Kondisi

lengkap dari status pendanaan di bidang Nanoteknologi dunia dapat

dilihat pada Gambar 3.1.

Demikian juga negara-negara di Asia Pasifik terlihat mengalokasikan

dana yang sangat signifikan untuk kegiatan nanosains dan

nanoteknologi. Secara umum kegiatan nanoteknologi di kawasan ini

dirancang dalam bentuk sebuah pusat Sains & Teknologi untuk

teknologi kunci beberapa bidang seperti; iptek bahan, obat, lingkungan

dan ICT.


-25-

Gambar 3.1 Pendanaan nanoteknologi di dunia 2006-2010, dalam juta Euro Sumber: Technology Transfer Centre, 2007

III.1. Iptek Nano di United State of America (USA)

a. Kebijakan dan Strategi pelaksanaan

Pemerintah Amerika Serikat dalam menjalankan kebijakan

Nanoteknologinya membentuk The National Nanotechnology Initiative

(NNI) pada tahun 2001. Sampai saat ini NNI telah merangkul 25

lembaga Federal, dimana 13 diantaranya memiliki anggaran khusus

dibidang Nanoteknologi. Anggaran untuk tahun 2009 akan dialokasikan

sekitar 1,5 milyar USD sehingga berarti total anggaran sejak tahun

2001 menjadi 10 milyar USD.

Tujuan utama NNI adalah: (1) memperluas cakupan sains dan teknik

skala nano melalui dukungan litbang; (2) menciptakan infrastruktur

yang seimbang dan fleksibel, termasuk juga tenaga kerja terampil; (3)

mengkaji implikasi sosial nanoteknologi; dan (4) memberdayakan

koalisi besar kalangan akademi, industri dan pemerintah untuk

menggali potensi dari teknologi baru.


-26-

Sasaran kegiatan litbang yang diprogramkan NNI sampai dengan tahun

2015 adalah sebagai berikut :

1. Separuh dari advanced material baru yang didisain dan proses

manufaktur dibangun berdasarkan kontrol pada skala nano.

2. Penderitaan akibat penyakit kronis dapat dikurangi secara

signifikan.

3. Sains dan teknik nanobiosistem menjadi penting bagi

kesehatan manusia dan bioteknologi.

4. Konvergensi sains dan teknik pada skala nano akan

menciptakan pola utama untuk penerapan dan integrasi

nanoteknologi dengan biologi, elektronik, medis, pembelajaran

dan bidang lainnya.

5. Ketahanan life-cycle dan biocompatibility akan dilakukan pada

pengembangan produk baru.

6. Pengembangan dan edukasi pengetahuan akan berasal dari

skala nano dan bukan skala mikro.

7. Bisnis dan organisasi nanoteknologi akan disusun menuju

integrasi dengan teknologi, distribusi produksi, edukasi terus

menerus, dan pembentukan konsorsium aktifitas tambahan.

Secara operasional kegiatan NNI dijalankan oleh Natoinal Science and

Technology Council (NSTC) pada komite Teknologi dan sub-komite

Nanoscale Science, Engineering, and technology (NSET). Selanjutnya

NSET dibagi menjadi empat Working Grup yang menangani secara

khusus hal-hal :

1. Global Issues in Nanotechnology (GIN), bertugas membantu

pemerintah Amerika Serikat dalam forum internasional terkait

nanoteknologi

2. Nanotechnology Environment and Health Implication (NEHI),

mengkoordinasikan aspek Environment, Health, and Safety

(EHS) antar lembaga

3. Nanomanufacturing, Industry Liaison, and Innovation (NILI),

mengkoordinasi kolaborasi industri, suport komersialisasi,

manufaktur dan alih teknologi


-27-

4. Nanotechnology Public Engagement and Communications

(NPEC), mengkoordinasikan aspek-aspek yang terkait etik dan

isu sosial dari nanoteknologi

b. Pertumbuhan Investasi bidang nanoteknologi

Pertumbuhan investasi pemerintah Amerika Serikat (AS) di bidang

nanoteknologi terus meningkat. Pendanaan pemerintah federal di

bidang R&D meningkat dari USD 982 juta untuk tahun fiskal 2005

menjadi USD 1,53 Milyar untuk permintaan tahun 2009, atau tumbuh

hampir 50 %, bahkan 300 % jika dibanding dengan tahun 2001.

Gambar 3.2 menunjukkan pola pertumbuhan tersebut di atas.

Gambar 3.2 Pendanaan bersama (dalam juta dollar) dilaporkan sejak

terbentuknya NNI (tahun 2008 merupakan estimasi; tahun 2009 merupakan

permintaan)

Secara rinci distribusi pendanaan NNI untuk tahun fiskal 2009 dapat

dilihat pada Gambar 3.3.


-28-

Gambar 3.3 Distribusi pendanaan NNI (dalam juta dollar)

Selanjutnya pada Tabel 3.1 dapat dilihat distribusi pendanaan pada

tahun 2009 berdasarkan komponen kegiatan.

Tabel 3.1 Distribusi pendanaan tahun fiskal 2009 berdasarkan

komponen Kegiatan

c. Status Publikasi Ilmiah Nanoteknologi

Sebagai salah satu parameter untuk mengukur tingkat kemajuan

kegiatan R&D di bidang nanoteknologi, pemerintah Amerika Serikat

menggunakan status publikasi dan jumlah paten yang telah diterbitkan.

Pada tahun 1990 sampai 2006 (Gambar 3.4), posisi Amerika Serikat

untuk publikasi ilmiah menurut Science Citation Index (SCI) menduduki


-29-

peringkat kedua setelah Uni Eropa, diikuti China (termasuk Taiwan) di

peringkat ketiga dan Jepang diperingkat keempat.

Gambar 3.4 Publikasi nanoteknologi pada Science Citation Index (SCI)

(Shelton, 2007)

Untuk kasus Amerika Serikat, dari 12.000 publikasi ilmiah yang terbit

di jurnal bergengsi seperti Science, Nature dan Proceeding of the

National Academies of Science kontribusi publikasi nanoteknologi

mencapai 70% pada tahun 2006, diikuti Jerman , Perancis dan Jepang

seperti pada Gambar 3.5 (Chen and Roco 2008).

Gambar 3.5 Kontribusi publikasi nanoteknologi (%)


-30-

Selanjutnya pada Gambar 3.6 dapat dilihat bahwa berdasarkan jumlah

publikasi per Negara, maka AS menempati urutan pertama dengan

kontribusi 35% , diikuti Uni Eropa sekitar 25-27%, lalu China

(termasuk Taiwan) dengan 10% , Jepang dan Jerman sekiar 9-10%.

Gambar 3.6. Kontribusi tiap negara untuk publikasi nanoteknologi

d. Status Paten Nanoteknologi

Dari tahun 1976 hingga 2006 terlihat jumlah paten publikasi USA terus

meningkat tajam mencapai 1400 paten di tahun 2006; sementara di

Jepang (JPO) dan Eropa (EPO) hanya mencapai 200 paten di tahun

2006 (Gambar 3.7).


-31-

Gambar 3.7 Jumlah paten nanoteknologi di tiga negara

Gambar 3.8 Paten terkait nanoteknologi berdasarkan negara

Hal yang menarik terlihat adanya upaya proteksi paten yang sama

secara global ketika terlihat adanya peluang penerapan paten secara

mendunia. Gambar 3.8 memperlihatkan upaya agresif dari USA untuk

melindungi patennya secara internasional diikuti Jepang, Jerman dan

Korea dengan pangsa masing-masing 37,2%, 23,7%, 9,3% dan 7,3%.

Dalam hal ini China hanya mempunyai pangsa sekitar 1,3% saja dalam

upaya melindungi patennya di beberapa Negara.


-32-

III.2 Iptek Nano di Uni Eropa

a. Inisiatif pengembangan nanosains dan nanoteknologi di Eropa

Berbagai pengamatan (survey) memperlihatkan bahawa eropa paling

banyak menghasilkan publikasi ilmiah dalam bidang nanosains dan

nanoteknologi (Noyan et a., 2003; Tomellini, 2005). Hal ini tentu saja

menunjukkan bahwa eropa merupakan wilayah paling subur dalam

menghasilkan pengetahuan tentang nanosains dan nanoteknologi

(Hullmann, 2004). Akan tetapi, dalam aspek lain terutama yang terkait

dnegan penerpaan dan realisasi pengetahuan itu menjadi produk-

produk yang dapat dinikmati oleh masyaraka (publik ) serta

komersilaisainya, ternyata eropa cukup jauh tertinggal dibanding

jepang maupun USA. Hl ini misalnya terbesit dari kenyataan bahwa

eropa secara berkesinambungan telah mengalami defist komersial

utnuk produk-produk berteknolohi tinggi sekitar 23 milyar euro tiap

tahunnya.

Gambar 3.9 Publikasi Ilmiah Nanoteknologi Eropa diantara negara-negara di

dunia. (Tomellini, 2005)

Di samping itu, ternyata pendanaan yang berasal dari kalangan industri

untuk riset dan pengembangan bidang nanosains dan nanoteknologi di

Eropa juga terlihat cukup rendah dibandingkan dengan pendanaan

yang disediakan oleh kalangan industri di Jepang dan USA untuk kolega

mereka di lembaga riset. Hal ini menunjukkan pula adanya kesenjangan

34%

28%

25%

8% 5% Europe Union-15 dan EFTA

USA dan Canada

Asia

Rusia


-33-

di Eropa antara riset dan pengembangan dalam nanosains dan

nanoteknologi dengan dunia industri. Dominasi publikasi ilmiah Eropa

dalam nanosains dan nanoteknologi ternyata juga tidak mencerminkan

paten dalam nanoteknologi di Eropa. Ini terlihat sepreti disajikan pada

gambar 3.10

Gambar 3.10 Paten dalam nanoteknologi Eropa di antara negara-negara di

Dunia. (Tomellini, 2005)

Masalah ini dalam pengembangan nanoteknologi yang dihadapi oleh

Eropa adalah kekurangan tenaga peneliti dibandingkan dengan yang

dimiliki oleh USA dan Jepang. Sebagai catatan, secara statistik di Eropa

hanya ada 5,1 peneliti tiap seribu orang. Bilangan ini tentu saja cukup

kecil bila dibandingkan dengan yang dicatat di USA (7,4 peneliti tiap

seribu orang) dan Jepang (8,9 peneliti tiap seribu orang). Kesenjangan

ini akan semakin terasa manakala jumlah peneliti di industri ikut

dilibatkan : di Eropa tercatat 2,5 peneliti tiap 1000 pekerja. Sementara

di USA dan di Jepang berturut-turut tercatat 7 peneliti dan 6,3 peneliti

tiap seribu pekerja (saxl, 2005). Jumlah peneliti di bidang nanosains

dan nanoteknologi tentu saja tidak jauh dari situasi tersebut. Untuk

mengatasi malsah ini, telah banyak dibuka program-program studi

yang terkait dengan nanosains dan nanoteknologi di berbagai

universitas. Di samping itu berbagai summer scholl terkait nanosains

dan nanoteknologi terlah diselenggarakan.

45%

39%

13% 3% USA dan Canada

Europe Union-15 dan EFTA

Asia

Other


-34-

b. Kebijakan Dasar

Kebijakan dasar tentang Nanosains dan Nanoteknologi Negara Uni Eropa tertuang dalam beberapa Dokumen Kunci sebagai berikut :

Komisi Komunikasi Nanosains dan Nanoteknologi

Strategy, COM(2004)338

Action Plan 2005-2009, COM(2005)243

1st Impelementation Report 2005-2007, COM(2007)505

Kesimpulan Konsil pada,

Strategy, 2605th Council Meeting, 24 September 2004

1st Impelementation Report, 2832nd Council Meeting, 23

November 2007

Resolusi Parlemen Eropa pada,

Action Plan 2005-2009, 28 September 2006

P6_TA(2006)0392

Pandangan Komite Sosial dan Ekonomi Eropa pada,

Strategy, OJ C 157, 28.6.2005, p.22

Action Plan 2005-2009, INT/277-CESE 582/2006

c. Strategi Penerapan

Uni Eropa dalam penerapan Nanoteknologi mempunyai pendekatan

seperti terlihat dalam Gambar 2.9.


-35-

Gambar 3.11 Pendekatan penerapan nanoteknologi di Uni Eropa

Penelitian dan Pengembangan (R&D)

Butir-butir penting dalam strategi mengutamakan R&D yang tercantum

di dalam rencana aksi antara lain :

a. Pemerintahan Uni Eropa memiliki komitmen menginvestasikan

dana untuk R&D dengan jumlah tiga kali lipat sampai tahun 2010

b. Fokus pada trasformasi pengetahuan dalam upaya menghasilkan

produk dan proses yang lebih mensejahterakan

c. Mendorong agar program FP7 sukses dengan meningkatkan nilai

tambah melalui critical mass, kolaborasi antar negara dam

kompetisi yang sehat

d. Koordinasi yang efektif melalui platform OMC dan ERA (European

Research Area)

e. Proaktif mengajak publik dan sektor swasta berpartisipasi untuk

memperkuat roadmap serta program ke depan

Membangun Infrastruktur

Ide dasar dalam membangun infrastruktur bersama antar

pemerintahan di Uni Eropa memiliki lima kriteria sebagai berikut :

a. Eropa harus memiliki sistem infrastruktur R&D nanoteknologi yang

koheren

b. Infrastruktur yang ada dan akan dibangun harus mampu

memaksimalkan nilai tambah pada infrastruktur yang telah ada


-36-

dalam rangka membantu program SME (Small and edium

Enterprise)

c. Infrastruktur yang ada harus mampu dipetakan untuk

mengidentifikasi kebutuhan yang sangat mendesak

d. Jika dibutuhkan maka infrastruktur nanoteknologi Skala Eropa

harus dibangun untuk memenuhi critical mass

e. Mekanisme pendanaan dapat dilakukan dengan memanfaatkan

Bank Investasi Eropa

Investasi Sumber Daya Manusia (SDM)

Lima langkah strategis untuk investasi SDM nanoteknologi Eropa

adalah sebagai berikut :

a. Mengidentifikasi pendidikan yang diperlukan di bidang

nanoteknologi

b. Mendorong terciptanya kurikulum baru sesuai kebutuhan

pengembangan nanoteknologi

c. Mengintegrasikan keahlian ke dalam satu pelatihan riset seperti

pola kewirausahaan

d. Mengeksplorasi peneliti berdedikasi dengan cara seperti Marie

Curie proposal

e. Menggairahkan peneliti muda dengan memberikan European

Nanotechnology Awards

Inovasi Industri

Strategi inovasi industri nanoteknologi Eropa mengcakup enam butir :

a. Mempromosikan kondisi ideal agar pihak industri ber investasi di

bidang nanoteknologi

b. Menjajagi prospek dan kondisi yang dapat mengoptimalkan peran

industri di bidang nanoteknologi

c. Mengundang European Invesment Bank dan institusi lain untuk

memperkuat basis finansial R&D nanoteknologi

d. Mendorong tersciptanya sistem paten yang lebih efisien

e. Mengundang negara anggota untuk menilai dan memperbaiki

regulasi yang ada dengan fokus pada isu nanoteknologi


-37-

f. Mendorong aksi koordinasi dalam hal metrologi, standar dan norma

di bidang nanoteknologi

Integrasi Dimensi Sosial

Hal yang penting dalam penerapan nanoteknologi adalah bagaimana

melakukan tahapan integrasi nanoteknologi ke dalam masyarakat luas.

Strategi yang dilakukan tercakup dalam lima butir sebagai berikut :

a. Pentingnya melibatkan aspek sosial ke dalam aktivitas R&D

nanoteknologi

b. Pemerintah Eropa harus lebih terbuka dan proaktif terkait R&D

nanoteknologi

c. Dialog dengan masyarakat luas dan konsumen produk nano

d. Komisi Eropa harus menekankan aspek etik dalam penerapan

nanoteknolog

e. Pengembangan nanoteknologi yang lebih terbuka terhadap publik

Kerjasama Internasional

Hal-hal penting terkait isu kerjasama internasional di bidang

nanoteknologi yang akan ditempuh Uni Eropa adalah :

a. Mendorong terciptanya dialog tentang isu kesehatan masyarakat,

keamanan, lingkungan, perlindungan konsumen , kajian risiko,

metrologi dan norma

b. Menjamin akses negara berkembang sehingga tidak terjadi politik

diskriminasi pengetahuan

c. Kerjasama informasi terkait aspek sains, ekonomi dan sosial dari

nanoteknologi

d. Mendefinisikan suatu code of good conduct terkait tanggung jawab

pengembangan nanoteknologi


-38-

Gambar 3.12 Empat generasi aplikasi nanoteknologi

III 3. Iptek Nano di Asia Pasifik

III.3.1. Nanosains dan Nanoteknologi di Jepang

Dalam bagian ini akan dibahas pengembangan nanosains dan

nanoteknologi di Jepang. Sebagaimana sebelumnya, kita akan

menengok masalah-masalah terkait dengan oendanaan, arah atau trend

riset dan pengembangan, jaringan kerja (networking) serta kebiajkan-

kebijakan risetnya.

Meskipun dalam situasi resesi yang cukup parah sekitar tahun 1990-an,

pendanaan riset dalam bidang nanosains dan nanoteknologi di Jepang

tetap berlangusng. Ada dua alasan pokok yang mendasari pendanaan

tersebut. Pertama, jepang memiliki kemampuan yang telah lama mapan

dan dapat diandalkan dalam hal fabrikasi piranti-piranti. Kedua, Jepang

dinilai cukup berhasil dalam mengeksploitasi hasil-hasil riset secara

komersial (Johnstone, 1994). Fitur Jepang semacam ini, tentu saja

bukan hal asing lagi mengingat produk-produk jepang telah lama

membanjiri pasar di berbagai belahan dunia.


-39-

Di Eropa, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, nanosains dan

nanoteknologi masih berkutat dalam skala laboratorium dan Eropa

unggul dalam hal publikasi ilmiah. Yang terjadi di Jepang adalah

sebaliknya, walaupun tidak begitu kuat dalam publikasi ilmiah, mereka

kuat dalam realisasi hasil-hasil riset menjadi produk-produk nyata

yang dpat dikomersialisasikan. Jepang ternyata lebih dekat ke dunia

nyata. Ketika di Eropa teknik penumbuhan lapisan tipis seperti

epiteksi moleular dan teknik deposisi masih merupakan prosedur-

prosedur elitis laboratorium, maka di Jepang perusahaan-perusahaan

seperti Fujitsu dan Sony telah bergerak jauh dalam tataran produksi.

Misalnya, mereka telah memproduksi laser semikonduktor untuk CD

player dan transistor yang memiliki mobilitas elektron tinggi.

Arah Riset dan Pengembangan

Suatu lembaga tersendiri bernama nanomaterials Working Group telah

dibentuk dan menjadi subbagian dari STA. Lembaga ini telah

merumuskan topik-topik riset dalam bdiang nanosains dan

nanoteknologi pada tahun 2000. Tema-tema riset direkomendasikan

adalah sebagai berikut :

1. Piranti-piranti nano dan nanomaterial untuk sistem

komunikasi generasi mendatang.

2. Material untuk penghematan tenaga dan lingkungan.

3. Nanobiologi untuk teknologi kedokteran dan biomaterial

4. Teknologi generik seperti fabrikasi, analisis, dan simulasi

5. Material-material yang memiliki fungsi-fungsi inovatif.

Pada tahun 2000 anggaran total untuk riset dalam nanosains dan

nanoteknologi di Jepang berkisar 82,5 milyar Yen dan meningkat

menjadi sekitar 90,4 milyar Yen pada tahun 2003 dan akan terus

meningkat di tahun berikutnya hingga sekarang. Ini berarti bahwa

anggaran untuk riset nani di Jepang pda tahun itu mendekati anggaran

nasional untuk riset nani di USA. Pada tahun 2002 kementrian

Pendidikan, kebudayaan, Olehraga, Sains dan Teknologi (MEXT)

meluncurkan proyek yang dikenal sebagai Nano Virtual Laboratory


-40-

untuk mendorong riset-riset inovatif menuju komersialisasi dan

industrialisasi nanoteknologi.

Pada tahun yang sama MEXT juga memulai proyek jaringan peneliti

nanoteknologi guna menyediakan dukungan lintas sektoral dan

menyeluruh bagi riset-riset dalam bidang nanoteknologi di universitas-

universitas dan pihak-pihak swasta. Proyek ini misalnya menyediakan

fasilitas-fasilitas riset berupa peralatan-peralatan berskala besar dan

dapat dimanfaatkan bersama oleh organisasi organisasi riset dan

universiats-universitas seperti : mikroskop elektron bertegangan

tinggi, synchroton spring-8 dan fasilitas-fasilitas fabrikasi nano.

Pada awal tahun 2003, dalam rangka mengimbangi proyek-proyek

telah diluncurkan oleh MEXT, kementrian Ekonomi, perdagangan, dan

Industri (METI) meluncurkan proyek Focus 21 yang mendukung riset-

riset nanoteknologi dan material, fusi antara nanoteknologi dan

teknologi informasi, dan fusi antara bioteknologi dengan

nanoteknologi.

III.3.2. Nanosains dan Nanoteknologi di RRC

Sekarang kita tengok seberapa jauh Republik Rakyat Cina (RRC) telah

melangkah dalam riset dan pengembangan nanosains dan

nanoteknologi. Kita akan mengintip cara ditempuh oleh RRC dalam

mengatasi permasalahan-permasalahan terkait dengan pendanaan,

arah serta trend riset dan pengembangan, seberapa kuat dan mapan

ajringan kerja telah terbangun dan seberapa jauh kebijakan-kebiajakan

pemerintah negeri ini mempengaruhi perkembangan nanosains dan

nanoteknologi.

Inisiatif dan kebijakan Pengembangan

Nanosains dan nanotekologi telah mendapat di kalangan ilmuwan cina

sejak konsep itu pertama kali diperkenalkan pada tahun 1980-an.

Ketertarikan awal terutama dirangsang oleh perkembanggan piranti-

piranti dan teknik-teknik pengamatan objek-objek berukuran

nanometer, khususnya piranti SPM (Scanning Probe Microscope).

Pemakaian STM (Scanning Tunneling Microscope) dan beberapa jenis


-41-

SPM lain oleh para ilmuwan Cina untuk eksplorasi telah mampu

membangkitkan gairah akan nanosains dan nanoteknologi (Bai, 2005).

Segera setelah konsep pengembangan nanosains dan nanoteknologi

telah mapan pada tataran ilmiah, tiga lembaga, yakni Akademi Sains

Cina (CAS), lembaga Ilmu pengetahuan Cina (NCFC) dan komisi sains

dan teknologi negara (SSTC), mulai memberikan pendanaan bagi riset-

riset dan aktivitas-aktivitas terkiat dengan riset dan pengembangan

nanosains dan nanoteknologi. Di antara beberapa bidang khusus

pertama-tama mendapatkan kurusan dana adalah pengembangan STM,

kemudian teknik-teknik untuk melihat landscape permukaan material

pada skala atom dan molekular dan riset-riset dalam nanomaterial.

Untuk mengemabnagkan nanosains dan nanoteknologi diperlukan

kemampuan dan pengetahuan dari berbagai bidang. Sejumlah pusat-

pusat riset multidisiplin telah dibangun untuk mempromosikan dan

memfasilitasi kerjasama di antara berbagai lembaga di suatu wilayah

dengan jalan melakukan sharing berbagai sumber daya. Berdasarkan

data statistik, lebih dari 50 universitas, 20 lembaga di bawah

kementrian pendidikan dan lebih dari 300 perusahaan telah

berpartisipasi dalam riset dan pengembangan nanoteknologi yang

melibatkan lebih dari 3.000 ilmuwan dari berbagai lembaga,

universitas, dan perusahaan di seluruh RRC. Untuk itu telah dibentuk

juga suatu badan yang diberi nama Pusat Nanosains dan Nanoteknologi

Nasional Beijng dan Pusat Teknik Nano di Shanghai.

Dari hasil konsultasi dengan the national development and program

commite, kementrian pendidikan dan the national natural science

foundation commite (NNSFC) pada bulan juli tahun 2001, kementrian

sains dan teknologi Cina mengeluarkan rencana kebijakan untuk

strategi pengembanagn nanoteknologi nasional untuk selang waktu

2001 sampai 2010. Draft kebijakan ini menegaskan strategi umum dan

tujuan pengembangan nanosains dan nanoteknologi di Cina. Menurut

strategi umum ini, pemerintah Cina bertanggung jawab secara

berkesinambungan untuk (a) meningkatkan kemampuan inovatif, (b)

mengembangkan teknologi lanjut dan pada akhirnya (c) terwujudnya


-42-

penerapan industri yang sesuai (relevan) dengan keadaan Cina saat ini

dengan fokus pada pengembanagn nasional jangka panjang (Gu dan

Schulte, 2005). Dalam riset dasar dan pengembangan teknologi lanjut,

eksplorasi dan inovasi sangat ditekankan. Dalam penerapan,

pengembangan nanomaterial merupakan tujuan uatama jangka

pendek. Pengembangan bionanoteknologi dan nanoteknologi untuk

kesehatan (terutama nanomedical tchnology) merupakan tujuan utama

jangka menengah. Sedangkan pengembangan nanoelektronika dan

nanochip merupakan tujuan jangka panjang.

Rencana lima-tahunan yang kesepuluh ini lebih menitikberatkan pada

1. Peningkatan riset dasar dan riset terapan dalam nanoteknologi

2. Eksplorasi kemungkinan penerapan teknologi yang tergantung

pada permintaan pasar dan sejalan dengan tujuan

pengembangan nasional.

3. Promosi bagi industrialisasi nanoteknologi yang berfokuskan

pada produksi massal, pendidikan dan latihan serta riset dan

pengembangan.

4. Pembentukan pusat nanoteknologi dan pembangunan secara

progresif suatu sistem nanoteknologi nasional yang inovatif.

Sementara itu, riset menurut rencana lima-tahunan ke sepuluh ini

dititikberatkan pada prinsip-prinsip dasar sifat-sifat fisis dan kimiawi

pada skala nano dengan tujuan untuk menemukan teori-teori dan

konsep-konsep baru. Sebagai contoh adalah pengembangan

nanoprosesor inovatif, konfigurasi-konfigurasi kuantum dan gejala-

gejala domino kuantum baru. Sasaran berikutnya adalah karakterisasi

sifat-sifat fisis, kimiawi dan biologis bahan-bahan pada skala nano dan

karakterisasi molekul-molekul tunggal dan interaksi mereka.

Pengetahuan yang didapat dari riset-riset dasar ini pada gilirannya

akan menyokong pengembangan teori tingkat lanjut yang memainkan

peran penting dalam perancangan dan manufakturing struktur-

struktur nano, bahan-bahan nano dan nanochip baru yang berbasiskan

teknologi atomik dan molekular. Bagian penting rencana lima0tahunan

berikutnya adalah penyusunan database nanoteknologi yang terkait,


-43-

standarisasi nasional tentang skala nano dan proses industrialisasi

nanoteknologi.

Kebijakan utama dalam pengembangan nanosains dan nanoteknologi di

RRC dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Meningkatkan kepemimpinan dan koordinasi dalam riset dan

pengembanagn nanoteknologi

2. Menerapkan inisiatif nanoteknologi nasional

3. Mendorong semua pihak yang terlibat dan menciptakan

nanoteknologi ramah lingkungan.

4. Membidani lahirnya para spesialis dan teknolog nanoteknologi

Arah pengembangan

Diantara tema-tema besar dalam nanosains dan nanoteknologi yang

dikembangkan di RRC, tema yang berkaitan dengan bahan-bahan nano

(nanomaterial) paling banyak mendapat perhatian (Bai, 2001; Bai,

2005). Bahan-bahan nano (nanomaterial). Contohnya adalah

nanomaterial carbon nanotubes (CNTs). Tabung-tabung karbon ini

berdiameter beberapa nanometer sehingga setara ukurannya dengan

kolekul-molekul DNA. Group riset yang dikomando oelh Sishen Xie di

Institut Fisika di Beijing telah menukan metode penumbuhan

nanotubes yang memiliki fitur-fitur penting dapat digunakan untuk

menentukan sifat-sifat dan potensi-potensi teknologis material-

material tersebut.

Arah lain pengembangan nanosains dan nanoteknologi adalah

pengembangan nanotembaga. Suatu group di bawah arahan Ke Lu di

Isntitut Riset Logam pada tahun 2002 menemukan sifat superplastis

dari nanotembaga, yakni sifat bahwa bahan tersebut dapat direntang

sampai panjangnya lebih dari 50 kali panjang bahan semula tanpa

putus. Pada tahun 2004, group ini menemukan gejala lain yang dimiliki

oleh nanotembaga berkaiatn dengan kekuatan bahan tersebut terhadap

tekanan.

Dalam hal bahan-bahan anorganik, Dongyuan Zhao dan rekan-

rekannya di Universitas Fudan telah menemukan sintesis umum untuk


-44-

mendapatkan material berkomponen banyak yang stabil, semisal

campuran fosfat logam, campuran oksida logam, dan lain-lain. Bahan-

bahan semacam itu pada gilirannya memungkinkan didapatkannya

jenis katalis-katalis baru, piranti-piranti filtrasi ramah lingkungan dan

teknologi-teknologi lain yang bersandarkan pada interaksi-interaksi

molekul dalam ruang-ruang berskala nano.

Gambar 3.14 Prespektif arah riset dan pengembangan nanosains dan

nanoteknologi RRC (Gu dan Schulte, 2005)

Prespektif arah riset dan pengembangan nanosains dan nanoteknologi

RRC dapat dipahami dengan melihat sebaran riset berdasrkan

subbidang kajian. Diagram Gambar 3.14 Memperlihatkan prespektif itu

(Gu dan Schulte, 2005)

Pencapaian tertinggi riset dan pengembanagn nanosains dan

nanoteknologi RRC adalah :

1. Keberhasilan sintesis terorientasi lajur nanotube

2. Keberhasilan sintesis galium ternitrogenkan secara nano

menggunakan pelarut benzen.

3. Lajur nanotube pada substrat silikon

4. Kawat dan kabel nano berdimensi satu

5. Bubuk nanoberlian menggunakan dekomposisi termal

6. Penemuan pertama suatu fase tembaga yang melimpah

7. Bahan-bahan nano organik yang dapat difungsikan

55%

10%

15%

20%

Nanomaterials

Nanoelectronic

Nanobiology and Medicine

Others


-45-

" Negeri kita kaya, kaya, kaya-raya, Saudara-saudara. Berjiwa besarlah, berimagination. Gali ! Bekerja ! Gali ! Bekerja ! Kita

adalah satu tanah air yang paling cantik di Dunia " (Ir. Soekarno)


-46-

BAB IV

IPTEK NANO DI INDONESIA

IV.1. Peluang dan Tantangan

A. Tinjauan Potensi Sumber Daya Alam

Dunia mencatat bahwa Indonesia adalah salah satu Negara yang

memiliki limpahan kekayaan alam luar biasa. Hal ini menjadi penting

untuk dikaji dalam kajian roadmap nanosains-nanoteknologi karena

sumber daya alam (SDA) Indonesia merupakan keunggulan komparatif

yang tak tertandingi dan berpotensi sebagai bahan baku utama industri

masa depan. SDA ini adalah sebuah peluang masa depan yang akan

menghantarkan Indonesia leading dalam industri nano. Dalam bagian

ini akan diuraikan mengenai SDA terbarukan dan tak terbarukan,

potensi dan beberapa sebarannya di Indonesia serta peluang

pengembangan dan pengelolaannya di masa mendatang.

Potensi sumber daya alam Indonesia meliputi potensi sumber daya

alam tak terbarukan dan sumber daya alam terbarukan. Sumber daya

alam tak terbarukan adalah sumber daya alam yang terbentuk oleh

porses alam dalam waktu ribuan tahun dan tidak mungkin dibuat oleh

manusia. Sedangkan sumber daya alam terbarukan adalah sumber daya

alam yang sifatnya selalu tersedia terus menerus.

B. Sumber Daya Alam Tak Terbarukan

Sumber daya alam tak terbarukan mempunyai sifat bahwa volume

fisiknya tersedia tetap tidak mungkin bertambah oleh intervensi

manusia. Pada bagian ini akan diuraikan mengenai sumber daya alam

tak terbarukan, meliputi sumber daya mineral, sumber energi minyak

bumi-Gas alam, Sumber energi panas bumi, dan batu bara.


-47-

1. Sumber daya Mineral

Mineral tambang tersebar di hamparan bumi Indonesia yaitu batu bara,

bauksit, nikel, emas, perak, granit, biji besi, timah, tembaga, dll.

Keberagaman mineral tambang Indonesia dapat dilihat pada gambar

4.1.

Gambar 4.1 Peta Sebaran Barang Tambang Mineral (sumber : ESDM)

Secara kualitas, mineral tambang Indonesia amat beragam dan

memiliki kadar tinggi. Sehingga masih relatif mudah dalam

mengeksplorasi dengan teknologi pertambangan saat ini. Kuantitas

barang tambang mineral dari tahun 1996 2009 dapat dilihat pada

tabel 4.1.

Pada tabel tersebut menunjukkan produksi barang tambang yang

semakin meningkat pada batu bara dan fluktuatif pada barang tambang

lain. Ini mengindikasikan bahwa beberapa dekade ke depan sumber

barang mineral masih belum bisa diprediksi karena dimungkinkan

penemuan sumber tambang baru.

Dari semua produksi barang tambang yang ada, digunakan untuk

kebutuhan nasional dan kebutuhan eksport. Pada gambar 4.2

menunjukkan kuantitas produksi, konsumsi dan eksport mineral.

Indonesia banyak mengeksport barang tambang dari pada dikonsumsi

untuk kebutuhan nasional. Hal ini mengindikasikan bahwa lemahnya


-48-

iptek Indonesia dalam mengolah mineral tambang ini menjadi produk

hilir yang bernilai lebih tinggi.

Komponen-komponen elektronik, kendaraan, peralatan, dan sejenisnya

adalah pengguna terbesar barang tambang mineral seperti silica, besi,

timah, tembaga, perak, dll. Sehingga tantangan Indonesia adalah

bagaimana cara memanfaatkan barang tambang mineral tersebut

menjadi komponen-komponen yang kemudian dirakit menjadi produk

andalan nasional.

Tabel 4.1 Produksi Barang Tambang Mineral, 1996-2009

Sumber : Biro Pusat Statistik (BPS)

Gambar 4.2 Grafik produksi, konsumsi dan eksport mineral (sumber : ESDM)


-49-

2. Sumber Energi Minyak Bumi-Gas Alam

Gambar 4.3 memperlihatkan peta penyebaran dan potensi minyak

bumi Indonesia. Jumlah terbesar berada di Pulau Sumatera dengan

potensi hampir 5.000 MMSTB, kedua di pulau jawa dengan potensi

1.578,97 MMSTB, ketiga di kalimantan timur dengan potensi 670

MMSTB, dan lainnya tersebar di Indonesia bagian timur.

Gambar 4.3 Peta Penyebaran Potensi Minyak Bumi Indonesia (sumber : ESDM)

Pada gambar 4.4 memperlihatkan peta penyebaran dan potensi gas

alam Indonesia hingga tahun 2010. Potensi terbesar gas alam

terbanyak di Pulau Natuna dan selebihnya tersebar hampir merata di

barat ke timur Indonesia.

Gambar 4.4 Peta Penyebaran Potensi Gas Alam Indonesia (sumber : ESDM)


-50-

Tabel 4.2 memberikan informasi tentang jumlah produksi minyak bumi

dan gas alam tahun 1996-2009 dalam satuan barel. Produksi minyak

bumi mengalami penuruanan setiap tahunnya. Hal ini dimungkinkan

karena kuantitas potensi minyak bumi yang semakin menipis dan

belum ditemukan potensi sumber minyak bumi baru. Sedangkan

produksi gas alam mengalami fluktuasi dan tidak dapat diprediksi. Hal

ini dimungkinkan karena masih ditemukannya sumber gas alam baru.

Tabel 4.2 Produksi Minyak Bumi dan Gas Alam , 1996-2009

Sumber : Biro Pusat Statistik, 2011

Secara umum produksi minyak bumi dan gas alam dari unit pengolahan

dikonsumsi oleh pengguna dalam negeri dan sisanya dieksport. Pada

gambar 4.5 menjelaskan tentang data produksi, konsumsi, eksport dan

import minyak bumi. Besarnya ketergantungan minyak bumi nasional

membuat Indonesia harus menjaga stabilitas penggunaan BBM dengan

mengimport. Walupun demikian angka eksport minyak bumi masih

relatif lebih tinggi hingga tahun 2010. Semakin menurunnya produksi

minyak bumi Indonesia seperti ditunjukkan oleh tabel 4.2 mendorong


-51-

Pemerintah untuk mengusahakan sumber energi lain seperti panas

bumi, sel surya, biomassa dan sumber potensial lainnya.

Gambar 4.5 Grafik Produksi, Konsumsi, Eksport, dan Import Minyak Bumi

(sumber : ESDM)

Gambar 4.6 memperlihatkan data produksi dan konsumsi gas alam

yang relatif berimbang dari tahun 2001-2010. Hal ini menunjukkan

bahwa produksi gas alam dalam negeri mampu menyediakan

kebutuhan nasional.

Gambar 4.6 Grafik Produksi dan Konsumsi Gas Alam (sumber : ESDM)

Besarnya potensi minyak bumi dan gas alam Indonesia hingga saat ini,

merupakan peluang berupa waktu yang relatif panjang bagi generasi

iptek Indonesia untuk mempersiapkan sumber energi alternatif demi


-52-

mendukung berbagai sektor pengguna energi seperti transportasi,

perumahan, perkantoran, fasilitas publik dan lain-lain.

3. Sumber Energi Panas Bumi

Garis pengunungan yang terhampar di Pulau Sumatera dan Pulau Jawa

menciptakan besarnya potensi panas bumi Indonesia. Potensi panas

bumi merupakan alternatif energi bagi produksi listrik yang selama ini

menggunakan minyak bumi. Sehingga minyak bumi dapat dialihkan ke

kebutuhan penting lainnya.

Gambar 4.7 menunjukkan peta penyebaran potensi panas bumi di

Indonesia per januari 2008. Peta ini menjelaskan 3 point penting

tentang data tahap pengembangan, tahap produksi, dan tahap akan

ditenderkan. Tahap pengembangan dengan kuantitas 1.537,5 MW

tersebar di Pulau Sumatera, Jawa dan Nusa Tenggara. Tahap produksi

dengan nilai 1.052 MW tersebar di Ujung utara pulau sumatera, Pulau

Jawa, dan Pulau Sulawesi. dan tahap yang akan ditenderkan sebanyak

630 MW tersebar merata di Indonesia.

Gambar 4.7 Peta Penyebaran Potensi Panas Bumi (sumber : ESDM)

Gambar 4.8 memperlihatkan data keseimbangan antara produksi dan konsumsi

panas bumi Indonesia dari tahun 1998-2008. Meningkatnya penggunaan panas

bumi tahun 2008 disebabkan oleh melonjaknya harga minyak dunia yang

membuat pemerintah harus melirik panas bumi bagi penyedia listrik nasional.

Grafik tersebut juga menunjukan bahwa seluruh produksi listrik dari panas


-53-

bumi dikonsumsi oleh pengguna dalam negeri. Hingga saat ini, panas bumi

menjadi penyedia listrik potensial bagi kebutuhan nasional.

Gambar 4.8 Grafik Produksi dan Konsumsi Panas Bumi (sumber : ESDM)

4. Sumber Energi Batu Bara

Gambar 4.9 menjelaskan tentang produksi, konsumsi dan eksport batu

bara di Indonesia pada tahun 2006-2010. Sebagian besar produksi batu

bara Indonesia dieksport sebagai sumber devisa untuk mengimport

kebutuhan lain.

Gambar 4.9 Grafik Produksi, Konsumsi, dan Eksport Batu Bara (sumber: ESDM)

Emisi CO2 hasil pembakaran batu bara menjadi salah satu penyebab

tidak digunakan batu bara sebagai sumber energi pembangkit listrik


-54-

utama. Hal ini dikarenakan masih adanya potensi sumber energi lain

yang lebih ramah lingkungan seperti panas bumi. Namun demikian,

batu bara merupakan favorit Industri untuk penyedia listrik, steam

boiler, pemanas, dll.

Besarnya potensi sumber energi Indonesia mulai dari minyak bumi, gas

alam, panas bumi, dan batu bara adalah salah satu pendukung

bergeraknya roda aktivitas Industri untuk meningkatkan daya saing

ekonomi Indonesia dari negara lain. Mudahnya sumber energi

merupakan daya tarik investor untuk menanamkan modalnya di

Indoensia. Namun demikian, potensi sumber daya tak terbarukan ini

tentunya akan semakin menipis dan habis. Sehingga peluang dan

tantangan ini harus difikirkan terkait infrasturktur berkelanjutan

penyedia kebutuhan industri.

C. Sumber Daya Alam Terbarukan

Berbeda dengan sumber daya alam terbarukan, sumber daya alam

terbarukan volume fisiknya dapat bertambah oleh manusia. Pada

bagian ini diuraikan mengenai sumber daya alam terbarukan, meliputi

sumber energi bersifat lestari, kehutanan, perkebunan, peternakan, dan

perikanan.

1. Sumber Energi Biomassa

Melimpahnya potensi biomassa di Indonesia harus mulai dilirik oleh

peneliti, pengusaha, dan pemerintah sebagai sumber energi alternatif

terbarukan masa depan. Sumber energi biomassa lebih disukai karena

bersih dan tidak beremisi sehingga ramah lingkungan. Diharapkan

penelitian dan pengembangan potensi biomassa ini terus berlanjut

untuk mempersiapkan kondisi tak terduga di kemudian hari. Turunan

dari sumber energi biomassa ini adalah, crude plam oil (CPO),

bioetanol, biodiesel, dan variannya.

Gambar 4.10 menjelaskan keseimbangan produksi dan konsumsi

biomassa di Indonesia tahun 1998-2006. Hal ini menunjukan bahwa

Semua produksi biomassa dikonsumsi oleh pengguna dalam negeri.

Grafik tersebut juga memperlihatkan peningkatan produksi dan


-55-

konsumsi nasional dari tahun ke tahun. Kuantitas produksi dan

konsumsi biomassa dapat dilihat pada tabel 4.3.

Gambar 4.10 Grafik Produksi dan Konsumsi Biomassa (Sumber : ESDM)

Tabel 4.3 Produksi dan Konsumsi Biomassa , 1999-2006

Sumber : Data ESDM

2. Sumber Energi Tenaga Air

Tidak teraturnya tofografi dan banyaknya pengunungan di Indonesia

menyebabkan aliran air dari daerah lebih tinggi ke daerah lebih rendah.

Aliran deras dengan diikuti volume besar air menyebabkan

terbentuknya kekuatan yang mampu menggerakkan turbin generator.

Selanjutnya turbin ini akan menghasilkan listrik bagi daerah-daerah


-56-

pengunungan yang sulit dialiri listrik datau dibangun pembangkit

listrik baru. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air (PLTA)

merupakan sumber energi alternatif bagi mendukung perekonomian

masyarakat di daerah pegunungan dan sekitarnya.

Gambar 4.11 Grafik Produksi dan Konsumsi Tenaga air (Sumber : ESDM)

Gambar 4.11 menjelaskan fluktuasi produksi dan konsumsi tenaga air

dari tahun 1999-2008. Ketidakstabilan produksi dan konsumsi tenaga

air ini dimungkinkan karena perawatan alat yang kurang baik sehingga

mengamali kerusakan, aliran air yang tidak stabil, dan kendala-kendala

teknis lapangan. Hal ini dapat diatasi dengan meningkatkan kualitas

pengetahuan dan praktik bagi penduduk sekitar pembangkit tersebut.

Tabel 4.4 Produksi dan Konsumsi Tenaga Air , 1999-2008

Sumber : Data ESDM


-57-

Pada tabel 4.4 menujukkan kuantitas produksi dan konsumsi tenaga air

tahn 1999-2008. Nilai terbesar terjadi pada tahun 2001 dan 2008. Pada

tahun 2001 sebesar 29.380.300 ton dan pada tahun 2008 sebesar

29.060.000 ton. Diharapkan penelitian dan pengembangan potensi

tenaga air ini terus berlanjut untuk menunjang perekonomian daerah

pegunungan dan sekiranya.

3. Potensi Kehutanan

Indonesia merupakan paru-paru dunia dengan potensi hutan yang

sangat luar biasa. Hasil hutannya beragam jenis dan berkualitas. Pada

tabel 4.4 adalah data produksi kayu bulat pada tahun 2004-2009. Rata-

rata produksi kayu bulat pertahun adalah 8 juta M3.

Tabel 4.4 Produksi Kayu Bulat oleh Perusahaan Hak Pengusahaan Hutan

Menurut Jenis Kayu, 2004 - 2009


-58-

Sangat beragam dan besarnya jumlah produksi kayu bulat Indonesia

merupakan bahan baku potensial Industri perkayuan, perabotan dan

perumahan. Dengan sentuhan teknologi lanjut untuk mengolah bahan

baku ini akan memberikan nilai tambah barang dan peningkatan

jumlah tenaga kerja. Selanjutnya akan menggerakkan roda

perekonomian bangsa.

Pada tabel 4.4 Kelestarian hasil hutan juga perlu diperhatikan untuk

menjaga keberlangsungan produksi kayu. Potensi hasil hutan ini

diharapkan akan terus berlanjut ke generasi berikutnya. Jangan sampai

produksi berhenti seperti pada tabel 4.4 pada jenis kayu duabangga

yang menghilang pada tahun 2005.

4. Potensi Perkebunan

Subur dan luasnya lahan perkebunan Indonesia telah menjadi

penyebab semakin berkembangnya produksi hasil perkebunan. Tabel

4.5 adalah data produksi perkebunan besar menurut jenis tanaman

pada tahun 1995 2009 dalam satuan ton. Jenis tanaman perkebunan

yang banyak ditanam di wilayah Indonesia adalah sawit, karet, coklat,

kopi, teh, kina, gula dan tembakau.

Tabel 4.5 Produksi Perkebunan Besar Menurut Jenis Tanaman, 1995-2009*

(Ton)

Sumber : Biro Pusat Statistik


-59-

Produksi sawit, karet, dan coklat mengalami peningkatan setiap tahun.

Tanaman sawit memiliki produksi hampir 13 juta ton. Nilai ini

didukung oleh semakin banyaknya permintaan terhadap CPO dunia.

Sehingga minyak sawit menjadi tanaman perkebunan primadona yang

banyak dijumpai di wilayah Sumatera dan Jawa. Tanaman karet juga

mengalami nasib yang sama. Karet mulai banyak diminati dan memiliki

permintaan yang banyak. Nilai produksi yang sanggup dihasilkan oleh

Indonesia tahun 2009* adalah 640.787 ton. Tanaman coklat memilki

nilai produksi 63.628 ton pada tahun 2009. Tanaman coklat adalah

bahan baku produksi coklat bernilai tinggi. Namun pengolahan ini

belum banyak di Indonesia.

Potensi hasil perkebunan yang melimpah ini perlu dijembatani dengan

teknologi pengolahan hingga menjadi produk hilir bernilai tinggi.

Walau saat ini, sudah mulai banyak berdiri pabrik makanan berbasis

bahan baku hasil perkebunan tersebut. Namun, masih perlu diteliti dan

dikembangkan kembali tentang teknologi pengolahan yang mampu

menghasilkan produk yang lebih berkualitas.

5. Potensi Peternakan

Tabel 4.6 memperlihatkan data populasi ternak pada tahun 2000-2010

dalam ton. Ternak yang banyak dikembangbiakkan adalah sapi potong,

sapi perah, kerbau, kuda, kambing, domba, babi, ayam buras, ayam ras

petelur, ayam pedaging dan itik. Peningkatan jumlah populasi setiap

tahun terjadi pada ternak sapi potong, sapi perah, kambing, domba

babi, dan itik. Sedangkan ternak ayam mengalami fluktuasi. Hal ini

dimungkinkan karena penyakit flu burung yang beberapa akhir tahun

ini mulai meyebar, sehingga banyak ternak ayam yang dimusnahkan.

Namun jumlah populasinya masih relatif stabil.

Potensi ternak ini sangat perlu diperhatikan karena menyangkut

kebutuhan pangan nasional. Diharapkan kedepan, potensi peternakan

indonesia mampu mandiri hingga menghasilkan produk-produk

turunan yang bernilai jual tinggi. Harapan ini sangat perlu

dikembangkan dengan meningkatkan pemahaman generasi muda

tentang peran iptek dalam mengolah hasil peternakan.


-60-

Tabel 4.6 Populasi Ternak, 2000-2010 (Ton)

Sumber : Biro Pusat Statistik

6. Potensi Perikanan

Sebagian besar wilayah Indonesia adalah peraira

Documents

Konsep dan Panduan Membangun Generasi Nanoteknologi_Isi.pdf