nanoteknologi dan energi id. pdf
NANOTEKNOLOGI DAN ENERGI
(Laporan Tutorial Sains Dasar Kimia)
Oleh
EVI KURNIA SARI
1417021038
10 Desember 2014
Sofian Sumilat Rizki
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
2014
I.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan nanoteknologi telah mendapat perhatian besar dari para ilmuwan dan
peneliti. Nanoteknologi secara umum dapat didefinisikan sebagai teknologi
perancangan, pembuatan, dan aplikasi struktur material yang berdimensi nanometer.
Nanoteknologi berhubungan dengan struktur dan partikel material berdimensi kecil
dalam skala nanometer. Nanoteknologi adalah ilmu dan rekayasa dalam penciptaan
material dan struktur fungsional dalam skala nanometer. Jadi nanoteknologi tidak
hanya sebatas bagaimana cara menghasilkan material ataupun partikel yang berukuran
nanometer, melainkan memiliki pengertian yang lebih luas termasuk bagaimana cara
memproduksi serta mengetahui kegunaan sifat baru yang muncul dari nanomaterial
yang telah dibuat. Penelitian tentang nanoteknologi cukup mendapat perhatian dari
para ilmuwan dan engineer , beberapa diantaranya seperti nanomaterial, nanopartikel,
anokluster, nanokoloid dan lain sebagainya (Abdullah, 2009).
Salah satu tema penelitian di bidang nanoteknologi adalah nanopartikel magnetik.
Nanopartikel magnetik telah dipelajari secara ekstensif lebih dari setengah abad yang
lalu baik secara eksperimen maupun teori (arryanto, 2007). Nanopartikel magnetik
merupakan kelas material berukuran dibawah 100 nm yang bisa direkayasa atau
dimanipulasi dibawah pengaruh medan magnet eksternal. Berdasarkan sifat kimianya,
nanopartikel magnetik cenderung mengelompok, membentuk sebuah aglomerat,
kecuali jika permukaannya dilapisi dengan bahan non-magnetik (Martin,1993).
1.2. Tujuan
Adapun tujuan diadakan diskusi mengenai pembahasan “Nanoteknologi dan Energi”
adalah:
1. Untuk memahami nanoteknologi.
2. Untuk memahami energi.
3. Untuk mengetahui aplikasi nanoteknologi dalam bidang sains.
II.
HASIL DISKUSI
1. Apa yang dimaksud dengan proses termokimia terkatalisisi?
Hasil diskusi:
Termo: panas sedangkan termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan
hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan
fisika.
Jadi dapat disimpulkan bahwa proses termokimia terkatalisis adalah proses untuk
membangkitkam gas hidrogen dengan air. Proses kimia yang menghasilkan
panas/energi dengan bantuan katalis, misalnya H2O dimana H dipisahkan dengan O.
2. Dalam ilmu nanoteknologi mengapa partikel yang berukuran besar dengan partikel
yang berukuran nano memiliki sifat yang berbeda?
Hasil diskusi:
Pada dasarnya partikel-partikel tersebut memiliki sifat yang sama, namun bila
partikel/benda berukuran nano memiliki sifat mampu masuk ke celah-celah yang lebih
dalam daripada yang berukuran makro.
Dengan menciptakan zat hingga berukuran satu per miliar meter(nanometer), sifat dan
fungsi zat tersebut bisa diubah sesuai dengan yang diinginkan. Nanopartikel memiliki
karakteristik yang lebih unggul dalam sifat fisika dan kimia daripada bentuk kasar
(bulk). Penyebab utama perubahan sifat fisika dan kimia dari nanopartikel adalah
meningkatnya fraksi permukaan-permukaan atom karena berkurangnya ukuran
partikel. Contoh material nanopartikel diantaranya adalah nanopartikel emas,
nanopartikel magnetik, dan nanopartikel silika.
3. Apakah pengertian dari “material inert”?
Hasil diskusi:
Inert merupakan senyawa yang tidak dapat bereaksi dengan senyawa lain.
Dalam ilmu kimia, istilah inert digunakan untuk mendefinisikan suatu zat yang tidak
bereaksi secara kimiawi. Sedangkan material Inert merupakan katalis yang tidak
mempengaruhi hasil walaupun ikut bereaksi.
4. Apakah pengertian dari energi?
Hasil diskusi:
Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha.
Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama
bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi.
5. Apakah konsep kekekalan energi?
Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari 1
bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi alam semesta adalah tetap, sehingga
energi yang terlibat dalam suatu proses kimia dan fisika hanya merupakan perpindahan
atau perubahan bentuk energi.
6. Sebutkan beberapa jenis sumber energi?
Hasil diskusi:
a. Energi matahari
b. Energi air
c. Energi biomasa
d. Energi panas bumi
e. Energi angin
Dari berbagai macam sumber energi yang ada di bumi, matahari merupakan sumber
energi yang paling utama di bumi, karena bila tidak ada matahari maka tidak ada
kehidupan di bumi dan berarti pula tidak ada sumber energi lain di bumi ini.
Sumber energi adalah semua benda atau zat yang dapat menghasilkan energi, misalnya:
a. Pembangkit tenaga listrik merupakan sumber energi listrik.
b. Bahan makanan, minyak bumi, dan lainnya merupakan sumber energi kimia.
c. Lampu atau api merupakan sumber energi kalor atau cahaya dan sebagainya. Sumber
energi alternatif yang mempunyai kadar polusi rendah, misalnya:
a. Energi matahari
b. Energi air
c. Energi biomasa
d. Energi panas bumi
c. Energi angin dan lain-lain
7. Apakah pengertian dari energi terbarukan?
Hasil diskusi:
Energi terbarukan adalah sumber energi yang cepat dipulihkan kembali secara alami
dan prosesnya berkelanjuta.
Dari definisinya, semua energi terbarukan sudah pasti juga merupakan energi
berkelanjutan, karena senantiasa tersedia di alam dalam waktu yang relatif sangat
panjang sehingga tidak perlu khawatir atau antisipasi akan kehabisan sumbernya.
Misalnya: panel surya, bioetanol, biomasa, dan biogas.
8. Apakah pengertian nanoteknologi?
Hasil diskusi:
Nanoteknologi adalah ilmu rekayasa dalam penciptaan material, struktur fungsional,
maupun piranti dalam skala energi.
Nanoteknologi merupakan suatu 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.
9. Apa sajakah aplikasi nanoteknologi dalam bidang sains?
Hasil diskusi:
medis dan pengobatan
tekstil
dalam bidang farmasi
kosmetik
produk perawatan
Ada banyak sekali manfaat dari nanoteknologi yang diterapkan dalam bidang sains,
seperti:
Nanoteknologi di bidang Farmasi
Nanoteknologi sudak banyak digunakan dalam bidang sains, antara lain biomedis,
elektronik, magnetik, optik, IT, ilmu material, komputer, tekstil, kosmetika, bahkan
obat-obatan. Sebagian besar obat-obatan dan kosmetika yang beredar di pasaran saat
ini bekerjanya kurang optimal disebabkan karena zat aktifnya :
1. memiliki tingkat kelarutan yang rendah.
2. membutuhkan lemak agar dapat larut.
3. mudah teragregasi menjadi partikel besar.
4. tidak mudah diabsorpsi dan dicerna
Medis & Pengobatan
Molekul dalam skala nano yang bersifat multifungsi untuk mendeteksi kanker dan
untuk penghantaran obat langsung ke sel target.
Molekul nano menempel pada sel kanker
Kosmetik
Terobosan nanoteknologi dalam bidang kosmetika dan obat-obatan mampu
menciptakan bahan kosmetika dan obat-obatan dengan efektivitas yang jauh lebih baik.
Sebagai contoh adalah penggunaan liposom dalam formula obat dan kosmetika.
Tekstil
Dengan nanopartikel tekstil dan pakaian akan menjadi mudah dibersihkan dan dengan
penambahan silver pada kaos kaki akan membuat nya mempunyai pengaruh pada
pengurangan bau kaki. Tetapi akhir-akhir ini para peneliti mengingatkan bahwa tidak
semua produk kaos kali yang mengandung perak akan aman bagi lingkungan. Hal ini
karena pada saat pencucian, pada produk yang kurang bagus, perak akan terikut ke air
cucian. Hal ini bisa menyebabkan efek negatif pada biota air. Selain perak, TiO2
diguanakan juga pada UV cut. Contoh yang umum di pakai adalah pada payung.
Produk perawatan.
TiO3 dan SiO2 digunakan sebagai UV cut sementara apatite digunakan pada pasta gigi.
Perak digunakan pada plester untuk mencegah infeksi dan emas nanopartikel
digunakan pada tes kehamilan
10. Bagaimanakah hubungan nanoteknologi dengan energi?
Hasil diskusi:
Hubungan nanoteknologi dengan energi misalnya penghematan pembakaran energi
dengan menurunkan biaya operasional, dengan adanya nanoteknologi kita dapat
memperbaiki penggunaan bahan bakar/energi yang akan habis.
11. Bagaimana konsep nanoteknologi diterapkan dalam eksplorasi sumber-sumber
bioenergi?
Hasil diskusi:
Misalnya pada proses pembuatan energi selain dari energi bahan bakar minyak atau
batu bara.
III.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil diskusi dapat disimpulkan bahwa:
1. Nanoteknologi dapat diartikan sebagai ilmu rekayasa dalam penciptaan material,
struktur fungsional, maupun piranti dalam skala energi.
2. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini,
terutama bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan
memerlukan energi. Sehingga energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk
melakukan kerja atau usaha.
3. Ada banyak sekali manfaat yang kita dapatkan dengan danya teknologi nano, salah
satu nya dalam bidang sains yaitu dalam bidang farmasi, medis dan pengobatan,
kosmetik, tekstil, dan produk perawatan.
DAFTAR PUSTAKA
Arryanto, Yateman dkk. 2007. IPTEK Nano di Indonesia . RISTEK. Yogyakarta.
Diglossia.
Abdullah, Mikrajuddin. 2009. Pengantar Nanosains. Bandung. Penerbit ITB.
Martin, A., Swarbrick, J., and Cammarata, A. 1993. Physical Pharmacy, Fourth Edition.
Lea & Febiger. Philadelphia.
Hamirsia, Divna. 2010. Application Nanotechnology to Medicine. Kharagpur. ITT
Kharagpur
(Laporan Tutorial Sains Dasar Kimia)
Oleh
EVI KURNIA SARI
1417021038
10 Desember 2014
Sofian Sumilat Rizki
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
2014
I.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan nanoteknologi telah mendapat perhatian besar dari para ilmuwan dan
peneliti. Nanoteknologi secara umum dapat didefinisikan sebagai teknologi
perancangan, pembuatan, dan aplikasi struktur material yang berdimensi nanometer.
Nanoteknologi berhubungan dengan struktur dan partikel material berdimensi kecil
dalam skala nanometer. Nanoteknologi adalah ilmu dan rekayasa dalam penciptaan
material dan struktur fungsional dalam skala nanometer. Jadi nanoteknologi tidak
hanya sebatas bagaimana cara menghasilkan material ataupun partikel yang berukuran
nanometer, melainkan memiliki pengertian yang lebih luas termasuk bagaimana cara
memproduksi serta mengetahui kegunaan sifat baru yang muncul dari nanomaterial
yang telah dibuat. Penelitian tentang nanoteknologi cukup mendapat perhatian dari
para ilmuwan dan engineer , beberapa diantaranya seperti nanomaterial, nanopartikel,
anokluster, nanokoloid dan lain sebagainya (Abdullah, 2009).
Salah satu tema penelitian di bidang nanoteknologi adalah nanopartikel magnetik.
Nanopartikel magnetik telah dipelajari secara ekstensif lebih dari setengah abad yang
lalu baik secara eksperimen maupun teori (arryanto, 2007). Nanopartikel magnetik
merupakan kelas material berukuran dibawah 100 nm yang bisa direkayasa atau
dimanipulasi dibawah pengaruh medan magnet eksternal. Berdasarkan sifat kimianya,
nanopartikel magnetik cenderung mengelompok, membentuk sebuah aglomerat,
kecuali jika permukaannya dilapisi dengan bahan non-magnetik (Martin,1993).
1.2. Tujuan
Adapun tujuan diadakan diskusi mengenai pembahasan “Nanoteknologi dan Energi”
adalah:
1. Untuk memahami nanoteknologi.
2. Untuk memahami energi.
3. Untuk mengetahui aplikasi nanoteknologi dalam bidang sains.
II.
HASIL DISKUSI
1. Apa yang dimaksud dengan proses termokimia terkatalisisi?
Hasil diskusi:
Termo: panas sedangkan termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan
hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan
fisika.
Jadi dapat disimpulkan bahwa proses termokimia terkatalisis adalah proses untuk
membangkitkam gas hidrogen dengan air. Proses kimia yang menghasilkan
panas/energi dengan bantuan katalis, misalnya H2O dimana H dipisahkan dengan O.
2. Dalam ilmu nanoteknologi mengapa partikel yang berukuran besar dengan partikel
yang berukuran nano memiliki sifat yang berbeda?
Hasil diskusi:
Pada dasarnya partikel-partikel tersebut memiliki sifat yang sama, namun bila
partikel/benda berukuran nano memiliki sifat mampu masuk ke celah-celah yang lebih
dalam daripada yang berukuran makro.
Dengan menciptakan zat hingga berukuran satu per miliar meter(nanometer), sifat dan
fungsi zat tersebut bisa diubah sesuai dengan yang diinginkan. Nanopartikel memiliki
karakteristik yang lebih unggul dalam sifat fisika dan kimia daripada bentuk kasar
(bulk). Penyebab utama perubahan sifat fisika dan kimia dari nanopartikel adalah
meningkatnya fraksi permukaan-permukaan atom karena berkurangnya ukuran
partikel. Contoh material nanopartikel diantaranya adalah nanopartikel emas,
nanopartikel magnetik, dan nanopartikel silika.
3. Apakah pengertian dari “material inert”?
Hasil diskusi:
Inert merupakan senyawa yang tidak dapat bereaksi dengan senyawa lain.
Dalam ilmu kimia, istilah inert digunakan untuk mendefinisikan suatu zat yang tidak
bereaksi secara kimiawi. Sedangkan material Inert merupakan katalis yang tidak
mempengaruhi hasil walaupun ikut bereaksi.
4. Apakah pengertian dari energi?
Hasil diskusi:
Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha.
Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama
bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi.
5. Apakah konsep kekekalan energi?
Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari 1
bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi alam semesta adalah tetap, sehingga
energi yang terlibat dalam suatu proses kimia dan fisika hanya merupakan perpindahan
atau perubahan bentuk energi.
6. Sebutkan beberapa jenis sumber energi?
Hasil diskusi:
a. Energi matahari
b. Energi air
c. Energi biomasa
d. Energi panas bumi
e. Energi angin
Dari berbagai macam sumber energi yang ada di bumi, matahari merupakan sumber
energi yang paling utama di bumi, karena bila tidak ada matahari maka tidak ada
kehidupan di bumi dan berarti pula tidak ada sumber energi lain di bumi ini.
Sumber energi adalah semua benda atau zat yang dapat menghasilkan energi, misalnya:
a. Pembangkit tenaga listrik merupakan sumber energi listrik.
b. Bahan makanan, minyak bumi, dan lainnya merupakan sumber energi kimia.
c. Lampu atau api merupakan sumber energi kalor atau cahaya dan sebagainya. Sumber
energi alternatif yang mempunyai kadar polusi rendah, misalnya:
a. Energi matahari
b. Energi air
c. Energi biomasa
d. Energi panas bumi
c. Energi angin dan lain-lain
7. Apakah pengertian dari energi terbarukan?
Hasil diskusi:
Energi terbarukan adalah sumber energi yang cepat dipulihkan kembali secara alami
dan prosesnya berkelanjuta.
Dari definisinya, semua energi terbarukan sudah pasti juga merupakan energi
berkelanjutan, karena senantiasa tersedia di alam dalam waktu yang relatif sangat
panjang sehingga tidak perlu khawatir atau antisipasi akan kehabisan sumbernya.
Misalnya: panel surya, bioetanol, biomasa, dan biogas.
8. Apakah pengertian nanoteknologi?
Hasil diskusi:
Nanoteknologi adalah ilmu rekayasa dalam penciptaan material, struktur fungsional,
maupun piranti dalam skala energi.
Nanoteknologi merupakan suatu 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.
9. Apa sajakah aplikasi nanoteknologi dalam bidang sains?
Hasil diskusi:
medis dan pengobatan
tekstil
dalam bidang farmasi
kosmetik
produk perawatan
Ada banyak sekali manfaat dari nanoteknologi yang diterapkan dalam bidang sains,
seperti:
Nanoteknologi di bidang Farmasi
Nanoteknologi sudak banyak digunakan dalam bidang sains, antara lain biomedis,
elektronik, magnetik, optik, IT, ilmu material, komputer, tekstil, kosmetika, bahkan
obat-obatan. Sebagian besar obat-obatan dan kosmetika yang beredar di pasaran saat
ini bekerjanya kurang optimal disebabkan karena zat aktifnya :
1. memiliki tingkat kelarutan yang rendah.
2. membutuhkan lemak agar dapat larut.
3. mudah teragregasi menjadi partikel besar.
4. tidak mudah diabsorpsi dan dicerna
Medis & Pengobatan
Molekul dalam skala nano yang bersifat multifungsi untuk mendeteksi kanker dan
untuk penghantaran obat langsung ke sel target.
Molekul nano menempel pada sel kanker
Kosmetik
Terobosan nanoteknologi dalam bidang kosmetika dan obat-obatan mampu
menciptakan bahan kosmetika dan obat-obatan dengan efektivitas yang jauh lebih baik.
Sebagai contoh adalah penggunaan liposom dalam formula obat dan kosmetika.
Tekstil
Dengan nanopartikel tekstil dan pakaian akan menjadi mudah dibersihkan dan dengan
penambahan silver pada kaos kaki akan membuat nya mempunyai pengaruh pada
pengurangan bau kaki. Tetapi akhir-akhir ini para peneliti mengingatkan bahwa tidak
semua produk kaos kali yang mengandung perak akan aman bagi lingkungan. Hal ini
karena pada saat pencucian, pada produk yang kurang bagus, perak akan terikut ke air
cucian. Hal ini bisa menyebabkan efek negatif pada biota air. Selain perak, TiO2
diguanakan juga pada UV cut. Contoh yang umum di pakai adalah pada payung.
Produk perawatan.
TiO3 dan SiO2 digunakan sebagai UV cut sementara apatite digunakan pada pasta gigi.
Perak digunakan pada plester untuk mencegah infeksi dan emas nanopartikel
digunakan pada tes kehamilan
10. Bagaimanakah hubungan nanoteknologi dengan energi?
Hasil diskusi:
Hubungan nanoteknologi dengan energi misalnya penghematan pembakaran energi
dengan menurunkan biaya operasional, dengan adanya nanoteknologi kita dapat
memperbaiki penggunaan bahan bakar/energi yang akan habis.
11. Bagaimana konsep nanoteknologi diterapkan dalam eksplorasi sumber-sumber
bioenergi?
Hasil diskusi:
Misalnya pada proses pembuatan energi selain dari energi bahan bakar minyak atau
batu bara.
III.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil diskusi dapat disimpulkan bahwa:
1. Nanoteknologi dapat diartikan sebagai ilmu rekayasa dalam penciptaan material,
struktur fungsional, maupun piranti dalam skala energi.
2. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini,
terutama bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan
memerlukan energi. Sehingga energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk
melakukan kerja atau usaha.
3. Ada banyak sekali manfaat yang kita dapatkan dengan danya teknologi nano, salah
satu nya dalam bidang sains yaitu dalam bidang farmasi, medis dan pengobatan,
kosmetik, tekstil, dan produk perawatan.
DAFTAR PUSTAKA
Arryanto, Yateman dkk. 2007. IPTEK Nano di Indonesia . RISTEK. Yogyakarta.
Diglossia.
Abdullah, Mikrajuddin. 2009. Pengantar Nanosains. Bandung. Penerbit ITB.
Martin, A., Swarbrick, J., and Cammarata, A. 1993. Physical Pharmacy, Fourth Edition.
Lea & Febiger. Philadelphia.
Hamirsia, Divna. 2010. Application Nanotechnology to Medicine. Kharagpur. ITT
Kharagpur