Dari Nanosains ke Nanoteknologi: Dampak dan Perbedaan

Nanosains dan nanoteknologi adalah dua bidang yang saling berhubungan yang menyelidiki fitur unik material pada skala nano. Material menunjukkan karakteristik dan perilaku pada skala ini yang berbeda dari yang ditemukan pada skala yang lebih tinggi, sehingga nanosains dan nanoteknologi penting untuk menghasilkan teknologi baru dan memahami prinsip-prinsip dasar materi.

Dalam artikel ini, kami akan menggali area nanosains dan nanoteknologi yang menarik, menganalisis dampaknya, serta perbedaannya.

Apa yang dimaksud dengan nanosains?

Studi tentang karakteristik dan perilaku material pada skala nano dikenal sebagai nanosains. Skala nano didasarkan pada nanometer dan memiliki rentang dimensi antara 1 hingga 100 nanometer.

Nanometer (nm) adalah satuan panjang yang berukuran sepersemiliar meter, atau 0,000000001 meter. Ini adalah skala pengukuran yang sangat kecil yang sering digunakan untuk mengkarakterisasi ukuran atom, molekul, dan, tentu saja, nanopartikel.

Pada skala ini, material memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang tinggi, yang dapat menyebabkan perubahan karakteristik listrik, optik, dan mekaniknya. Nanopartikel, misalnya, mungkin memiliki reaktivitas kimiawi, karakteristik optik, dan konduktivitas listrik yang berbeda dari bahan curah.

Nanosains adalah bidang multidisiplin yang mencakup beberapa bidang keilmuan seperti fisika, kimia, biologi, dan ilmu material. Para peneliti di bidang ini menyelidiki fitur-fitur yang berbeda dari material berskala nano, serta bagaimana material ini dapat dimodifikasi dan dieksploitasi untuk menghasilkan teknologi baru. Para ilmuwan dapat mengubah aspek fisik, kimia, biologi, dan optik dari materi dengan beroperasi pada tingkat atom.

Bagaimana nanosains dikembangkan?

Nanosains berkembang secara bertahap selama beberapa dekade, dengan kemajuan di berbagai bidang ilmiah. Pada tahun 1950-an, fisikawan Richard Feynman menciptakan istilah "nanosains" dalam sebuah presentasi berjudul "Ada Banyak Ruang di Bawah," di mana ia membayangkan prospek untuk memengaruhi dan melihat materi dalam skala nano.

Penemuan teknik untuk melihat dan mengontrol material pada skala nano merupakan bagian penting dalam kemajuan ilmu nano. Penemuan mikroskop scanning tunneling oleh Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer pada tahun 1981 merupakan tonggak penting dalam bidang ini, yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati atom dan molekul untuk pertama kalinya.

Kemajuan signifikan lainnya adalah ditemukannya karakteristik fisik dan kimia yang tidak terduga saat bahan diperkecil ke skala nano. Sebagai contoh, ketika bahan dibuat lebih kecil, rasio luas permukaan terhadap volume meningkat, menyebabkan perubahan karakteristik optik, listrik, dan magnetik. Temuan ini membuka jalan bagi terciptanya nanoteknologi, yang bertujuan untuk menghasilkan material dan gadget baru dengan memanipulasi materi dalam skala nano.

Apa dampak dari ilmu nano?

Nanosains telah memberikan pengaruh besar pada beberapa bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, serta masyarakat secara keseluruhan. Bidang penelitian ini telah menghasilkan penemuan dan penciptaan material inovatif dengan fitur yang berbeda, seperti tabung nano karbon dan graphene, yang memiliki aplikasi yang berguna di berbagai sektor seperti pesawat terbang, mobil, dan peralatan olahraga.

Pemanfaatan karakteristik skala nano telah memungkinkan perampingan peralatan elektronik seperti chip komputer, sehingga menghasilkan peningkatan performa, konsumsi daya, dan keterjangkauan.

Nanosains juga telah menghasilkan alat diagnostik dan terapi penyakit yang inovatif. Sistem penghantaran obat berskala nano, misalnya, dapat menargetkan sel atau jaringan tertentu, mengurangi efek samping dan meningkatkan keberhasilan pengobatan.

Nanosains memiliki potensi untuk mengatasi masalah lingkungan termasuk polusi dan perubahan iklim, serta potensi untuk merevolusi pembangkitan dan penyimpanan energi. Material berskala nano, misalnya, dapat digunakan untuk menghasilkan katalis yang lebih efisien untuk menghilangkan polusi.

Perbedaan antara nanosains dan nanoteknologi

Meskipun nama "nanosains" dan "nanoteknologi" terkadang digunakan secara serupa, ada perbedaan yang jelas antara keduanya.

Pada dasarnya, nanosains adalah studi tentang prinsip-prinsip pengendalian material dan peristiwa pada skala nano.

Sedangkan nanoteknologi mengacu pada aplikasi praktis nanosains. Teknologi ini mencakup pengembangan, pembuatan, dan penggunaan bahan dan teknologi berskala nano untuk tujuan khusus.

Nanoteknologi menerapkan pengetahuan dan metode nanosains untuk menghasilkan produk, proses, dan teknologi baru dalam aplikasi praktis untuk berbagai bidang seperti kedokteran, energi, elektronik, dan material.

Nanoteknologi sering kali mencakup penggunaan material nano dalam pengembangan produk dan teknologi baru. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang bahan nano, baca artikel "Apa itu material nano dan mengapa material ini penting?".

Pencapaian utama nanosains dan nanoteknologi

Nanoelektronika: Pengembangan perangkat elektronik berskala nano seperti titik kuantum dan kawat nano;

Pesawat: Nanokomposit telah memungkinkan pengembangan material ringan dan berkekuatan tinggi untuk aplikasi pesawat terbang;

Pencitraan: Nanopartikel dapat digunakan sebagai agen kontras untuk meningkatkan teknik pencitraan seperti MRI, CT, dan ultrasound, sehingga memungkinkan deteksi penyakit yang lebih dini dan lebih akurat;

Rekayasa jaringan: Nanomaterial dapat digunakan untuk memproduksi perancah untuk rekayasa jaringan, memungkinkan pengembangan jaringan dan organ yang berfungsi untuk transplantasi;

Pemurnian air: Membran dan filter berbasis nanoteknologi untuk pemurnian air telah diciptakan, memungkinkan pembuangan kotoran yang lebih efektif dan meningkatkan ketersediaan air murni untuk diminum;

Pengendalian polusi udara: Nanopartikel dapat digunakan untuk menghilangkan kontaminan dari udara, sehingga pengendalian polusi udara menjadi lebih efektif;

Efisiensi energi: Nanoteknologi telah memungkinkan untuk menghasilkan teknologi pembangkitan dan penyimpanan energi yang lebih efisien, seperti sel surya dan baterai;

Sensor: Sensor skala nano memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang sangat baik dalam mendeteksi perubahan sinyal fisik, kimia, atau biologis, sehingga memungkinkan penggunaan baru dalam penginderaan dan pemantauan elektronik.

Apa yang akan terjadi di masa depan untuk nanosains?

Pada akhirnya, masa depan nanosains memegang banyak janji untuk kemajuan dan aplikasi baru dan menarik di berbagai bidang. Seiring dengan kemajuan nanosains, ada kemungkinan bahwa penemuan-penemuan akan terjadi yang akan memberikan pengaruh besar pada masyarakat dan dunia tempat kita hidup.

Nanosains memiliki kemungkinan untuk memengaruhi banyak bidang sains dan teknik, mulai dari perbaikan lingkungan, penelitian makanan, hingga eksplorasi ruang angkasa, termasuk penciptaan material baru dengan fitur unik seperti peningkatan kekuatan, konduktivitas, atau reaktivitas.

Oleh karena itu, masa depan nanosains tampaknya cukup menjanjikan dan penuh dengan peluang.

Gambar yang menarik secara visual untuk penelitian Anda

Gambar ilmiah dimaksudkan untuk menunjukkan, memperkenalkan, dan menyoroti konsep atau fakta yang sulit atau memakan waktu untuk disampaikan dengan kata-kata. Namun, seperti hal lainnya dalam penelitian, hal ini harus diperkenalkan dengan hati-hati.

Pendekatan yang sempurna bagi Anda untuk menambahkan figur yang tepat adalah memiliki pendukung yang tepat di sisi Anda; Pikirkan Grafik adalah orang yang akan memandu Anda melalui proses penting ini, menyediakan template yang sederhana dan mudah digunakan.

Buat Abstrak Grafis Anda sendiri