Here I am: Apa itu NANOTEKNOLOGI ?

Sekarang ini dunia sedang mengarah pada revolusi nanoteknologi di mana dalam periode 2010 sampai 2020 akan tejadi percepatan luar biasa dalam penerapan nanoteknologi di dunia industri.

Sudah menjadi rahasia umum bahwa negara-negara maju di dunia, seperti Amerika Serikat, Jepang, Australia, Kanada dan negara-negara Eropa, serta beberapa negara Asia, seperti Singapura, Cina, dan Korea tengah giat-giatnya mengembangkan suatu cabang baru teknologi yang populer disebut Nanoteknologi.

Milyaran dollar dana mulai dikucurkan di negara-negara ini, di berbagai bidang penelitian. Semuanya berlomba-lomba menggunakan teknologi Nanoteknologi. Sebenarnya apa itu nanoteknologi? Dan mengapakah begitu banyak peneliti di berbagai negara berlomba-lomba memasuki bidang yang satu ini? Seberapa luaskah ruang lingkupnya? Mengapakah baru beberapa tahun ini terjadi boom nanoteknologi?

Istilah ini berasal dari kata Nanos (bahasa Yunani) yang berarti satu per satu miliar. Nanoteknologi adalah teknologi pada skala nanometer, atau sepersemilyar meter. Dengan menciptakan zat hingga berukuran satu per miliar meter (nanometer), sifat dan fungsi zat tersebut bisa diubah sesuai dengan yang diinginkan. Nanoteknologi, teknologi berbasis pengelolaan materi berukuran nano atau satu per miliar meter, merupakan lompatan teknologi untuk mengubah dunia materi menjadi jauh lebih berharga dari sebelumnya.

Sedangkan nanomaterial merupakan landasan utama dalam rantai pengembangan produk nanoteknologi. Belum lagi teknologi mikro-elektronik berbasis silikon (1 mikrometer = 0,001 milimeter) yang mendominasi seluruh aspek kehidupan manusia bisa dikuasai, dunia sudah memasuki era baru yang disebut nanoteknologi. Ini adalah rekayasa material dalam orde nanokristal (1 nanometer = 0,000001 milimeter).

Material apa pun selama dapat dibuat dalam bentuk nanokristal akan menghasilkan sifat yang mencengangkan dan bahkan tidak pernah ada di alam ini. Tidak hanya bidang rekayasa material seperti komposit, polimer, keramik, supermagnet, dan lain-lain. Bidang-bidang seperti biologi (terutama genetika dan biologi molekul lainnya), kimia bahan dan rekayasa akan turut maju pesat.

Aplikasi Nanoteknologi dalam berbagai bidang :

1. Bidang Pangan

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian (Balitbangtan) telah memulai penelitian nanoteknologi bidang pangan pada tahun 2007. Hingga tahun 2009 penelitian masih dalam skala mikro. Pada akhir 2010 setelah melalui beberapa pengujian, hingga awal 2013 telah dihasilkan beberapa produk pangan. Misalnya nanoteknologi untuk pewarna alami dan beberapa produk nanoteknologi pangan fungsional serta produk kemasan pangan yang memanfaatkan bahan alami dari ampas buah dan sayuran.

Nanoteknologi untuk kemasan atau wadah pangan antara lain berupa cup yang diharapkan dapat dimanfaatkan untuk kemasan mi instan sebagai pengganti sterofoam. Bahan baku yang digunakan adalah ampas jagung dan ampas tapioka. Selain itu juga telah dihasilkan pembungkus pangan dengan bahan baku ampas buah-buhan yang dapat mengemas buah-buahan segar atau makanan olahan lain seperti dodol, sehingga lebih awet atau lebih lama masa kadaluwarsanya. Jadi, isi dan kemasannya bisa langsung dimakan (edible film).

2. Bidang Medis

Para ilmuwan dari Princeton University telah mengembangkan suatu deteksi immunoassay lanjut yang dapat meningkatkan batas deteksi hingga tiga juta kali lipat dibandingkan immunoassay konvensional dengan bantuan nanoteknologi.

Teknik immunoassay terbaru ini menggunakan suatu nanopartikel yang disebut D2PA. Nanopartikel ini terdiri atas lapisan tipis nanostruktur emas (Au) berdiameter 10-15 nanometer yang dilingkupi oleh pilar gelas membentuk partikel berdiameter 60 nanometer. Nanopartikel ini memiliki kemampuan untuk mengumpulkan cahaya yang ditransmisikan oleh antibodi yang mengandung biomarker dan fluoresens yang berpendar pada analisis immunoassay . D2PA terbukti dapat meningkatkan sinyal transmisi perpendaran hingga satu miliar kali. Efek ini disebut sebagai hamburan Raman permukaan.

Secara teknis, para peneliti tersebut dapat mendeteksi keberadaan biomarker pada konsentrasi 300 attomolar (1 attomolar = 10^-9 nanomolar) dibandingkan batas deteksi biomarker pada analisis immunoassay konvensional yang hanya 0.9 nanomolar. Dapat dikatakan bahwa batas deteksi immunoassay dengan bantuan nanopartikel meningkat hingga tiga juta kali lipat. Riset ini tentu suatu terobosan yang sangat penting dalam dunia medis dan kedokteran, dimana penyakit-penyakit seperti kanker dapat terdeteksi lebih awal sehingga penanganannya jauh lebih mudah.

Immunoassay merupakan metode deteksi biomarker (penanda bio) yang berhubungan dengan penyakit tertentu yang mengikuti prinsip sistem imun dalam mengenali senyawa asing. Keberadaan biomarker ditentukan dari sampel biologis seperti darah dan urin. Immunoassay dapat mendeteksi keberadaan biomarker tertentu lewat serangkaian reaksi yang melibatkan protein antibodi dan senyawa kimia yang dapat menghasilkan fluoresensi atau perpendaran cahaya.

3. Bidang Kosmetik

Kosmetik dengan teknologi nanoemulsi akan bersifat non-sticky dan non-oily, sifat penetrasi yang baik, dapat menjaga kelembaban kulit lebih baik, dan dapat mendistribusikan zat aktif dengan baik pada kulit. Kosmetik dengan campuran lipid nanopartikel juga memiliki beberapa keuntungan, diantaranya meningkatkan stabilitas bahan aktif, memperpanjang bau (wangi) jika itu digunakan untuk pembuatan parfum, dan perlindungan kulit yang lebih baik terhadap sinar UV.

Produk kosmetik yang menggunakan nanoteknologi akan lebih cepat diserap oleh kulit sehingga dari segi penggunaannya lebih efisien. Teknologi nano banyak dipilih dalam dunia farmasi karena sifat kelarutan, stabilitas, dan kamampuan penyerapannya yang lebih baik dibandingkan bahan lain. Rekayasa nanomaterial pada kosmetik dapat memberikan retinoid topikal dan antioksidan yang dapat memacu faktor pertumbuhan untuk peremajaan kulit di masa depan.

4. Bidang Energi

Tim Profesor Keon Jae Lee dari Departemen Materials Science and Engineering, KAIST, Korea Selatan telah mengembangkan bentuk baru dari teknologi nanogenerator berbasis nanokomposit yang berhasil membangun sistem self-powered yang lebih sederhana, murah, dan berskala besar. Tim ini memproduksi nanokomposit piezoelektrik dengan cara mencampur nanopartikel piezoelektrik dengan nanomaterial berbasis karbon (karbon nanotube dan reduksi oksida graphene) dalam matriks polydimethylsiloxane (PDMS) dan fabrikasi generator nanokomposit dengan proses sederhana yakni dengan metode spin-casting atau bar-coating. Piezoelektrik efek berbasis teknologi nanogenerator bekerja dengan cara mengkonversi sumber energi yang bebas polusi, seperti energy getaran dan mekanik dari angin dan ombak.

Dan masih banyak aplikasi nanoteknologi dalam berbagai bidang seperti industri minyak dan gas, pertambangan, lingkungan, dll.