Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri

Kembali

Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri

5.5

Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri

Definisi Nanosains

Kajian pengolahan bahan-bahan pada skala nano, iaitu antara 1 nanometer hingga 100 nanometer.

Definisi Nanoteknologi

Pembangunan bahan atau peranti dengan memanfaatkan ciri-ciri zarah nano.

Hubungan antara Bahan yang Berbeza

Imej ini menunjukkan skala saiz pelbagai objek dari molekul air yang berukuran 0.1 nm hingga tembikai yang berukuran 15 cm. Di sepanjang skala ini, terdapat zarah nano emas (10 nm), virus (10 nm), rambut manusia (50 µm), duit syiling (2 cm), helaian grafen (1 nm), diameter tiub karbon nano (5 nm), sel darah merah (5 µm), dan tanda noktah (1 mm). Skala ini membantu menggambarkan perbezaan saiz antara objek-objek yang sangat kecil hingga yang lebih besar.

Aplikasi Nanoteknologi dalam Kehidupan

Semikonduktor dan Elektronik

Semikonduktor yang lebih kecil dan efisyen.
Sistem pendawaian dengan konduktiviti yang tinggi.

Tenaga dan Elektrik

Sel solar yang lebih kecil dan efisyen.
Bateri yang tahan lebih lama.

Tekstil

Fabrik kalis air, api dan kotoran.
Fabrik pelindung sinar UV dan anti kedut.

Perubatan

Peranti ujian yang lebih sensitif.
Sistem penyampaian ubat yang lebih efisyen.

Pertanian

Racun perosak yang lebih efektif.
Pembajaan yang lebih cekap.

Makanan

Bahan tambah makanan berskala nano.
Pembungkus makanan antimikrob.

Perkembangan Bidang Nanoteknologi

Cakupan bidang nanoteknologi sangat luas merentasi pelbagai disiplin ilmu termasuk:
- Fizik
- Biologi
- Kimia
- Perubatan
- Kejuruteraan.
Disiplin ilmu ini menyumbang kepada perkembangan pesat kajian tentang aplikasi nanoteknologi dalam pelbagai aspek kehidupan.
Antara contoh bahan yang menjadi tumpuan utama ialah:
- Bahan daripada karbon yang dikenali sebagai grafen.
  - Grafen merupakan salah satu alotrop bagi karbon selain berlian dan grafit, namun mempunyai sifat yang sangat berbeza antara satu sama lain.
  - Saiz grafen yang berukuran 0.1 nm menjadikan grafen antara bahan yang penting dalam bidang nanosains dan nanoteknologi.
  - Helaian grafen dapat menghasilkan pelbagai bahan lain termasuk grafit, tiub karbon nano dan bebola fulerena.

Grafen

Grafen adalah salah satu altrop bagi karbon selain berlian dan grafit.
Namun mempunyai sifat yang sangat berbeza antara satu sama lain.
Saiz grafen yang berukuran 0.1 mm menjadikan grafen antara bahan yang penting dalam bidang nanosains dan nanoteknologi.
Helaian grafen dapat menghasilkan pelbagai bahan lain termasuk:
- Grafit.
- Tiub karbon nano.
- Bebola fulerena.

Sifat Kimia Grafen

Helaian grafen terbakar pada suhu yang lebih rendah berbanding grafit.
Alotrop karbon yang paling reaktif.
Tindak balas kimia grafen masih dikaji oleh penyelidik.

Kegunaan Grafen

Elektronik

Susunan atom dalam grafen menjadikannya konduktor yang unggul.

Sensor

Grafen mempunyai luas permukaan yang tinggi.

Bioperubatan

Sensor, kejuruteraan tisu, sistem penyampaian ubatan.

Polimer dan Komposit

Kekuatan mekanikal yang tinggi menjadikan grafen sesuai sebagai bahan komposit polimer.

Membran

Penurasan air.
Pemisahan air daripada campuran gas.

Tenaga

Bateri yang tahan lebih lama, fleksibel dan kuat.
Superkapasitor.