tirto.id - Nanomaterial merupakan salah satu bentuk pengaplikasian nanoteknologi. Pengertian nanomaterial dan konsep pembentukannya biasa dipelajari dalam konteks kimia dan fisika kuantum.
Secara umum nanomaterial adalah sebuah materi atau bahan yang berdimensi nano. Konsep pembentukan nanomaterial membantu para ahli mengidentifikasi material berukuran nano dan menemukan cara memanfaatkannya.
Lantas, apa yang termasuk nanomaterial? Bahan yang tergolong nanomaterial biasanya berbasis karbon. Contoh nanomaterial bisa bisa berupa nanotube karbon (CNTs), nanofiber karbon, dan graphene (Gr).
Selain itu, bahan yang juga tergolong sebagai nanomaterial adalah nanopartikel logam dan quantum dot.
Pengertian Nanomaterial
Fouad Sabry dalam Nanorobotik (2023) mendefinisikan nanomaterial sebagai bahan yang memiliki setidaknya satu dimensi utama dengan ukuran lebih kecil dari 100 nanometer.
Bahan yang disebut sebagai nanomaterial sering menunjukan karakteristik yang relevan secara teknologi, namun berbeda dari komponen massalnya.
Istilan nanomaterial sering digunakan bersandingan dengan nanoteknologi. Hal ini karena hasil riset di bidang nanomaterial berupa teknologi yang dapat mengubah material berskala makro dan mikro menjadi teknologi berskala nanometer.
Nanoteknologi sendiri merujuk pada teknik menciptakan mesin berukuran molekul untuk memanipulasi dan mengontrol sebuah objek.
Menurut Gilad James dalam Pengantar Nanoteknologi (2021) istilah nanoteknologi pertama kali dicetuskan pada 1959 oleh Richard Feyman.
Nanoteknologi mempelajari rekayasa dan ilmu tentang nanometer. Tujuannya agar manusia dapat menciptakan, memproduksi, dan menggunakan sistem, bahan, maupun perangkat berskala nano.
Hasil nanoteknologi dapat diterapkan di bidang elektronik, kedokteran, bioteknologi, energi, kosmetik, hingga bahan pangan.
Konsep Pembentukan Nanomaterial
Menurut Ayuk Ratna Puspaningsih, dkk. dalam Ilmu Pengetahuan (2021), konsep pembentukan nanomaterial bisa dipelajari lewat dua metode sintesis.
Kedua metode sintesis itu adalah top-down dan bottom-up. Metode sintesis nanomaterial top-down adalah metode yang dilakukan secara fisika. Pada metode ini sebuah partikel besar dipecah menjadi partikel berukuran nanometer.
Sementara itu, metode bottom-up adalah proses sintesis partikel melibatkan reaksi kimia. Sejumlah partikel akan diproses secara kimia sehingga menghasilkan material lain yang berukuran nanometer.
Kedua konsep pembentukan nanomaterial itu didasari atas dua aspek, yaitu ukuran material dan luas permukaan material. Berikut penjelasan kedua aspek tersebut:
1. Ukuran material
Sebuah material diidentifikasi sebagai nanomaterial berdasarkan ukurannya. Material berukuran nano memiliki batasan antara 1-100 nm.
Material sendiri merupakan gabungan atom yang direduksi menjadi skala nano. Proses reduksi tersebut dapat menyebabkan perubahan sifat pada material saat masih berskala makro.
Contohnya, logam tembaga merupakan zat buram. Namun setelah direduksi menjadi skala nano, sifatnya berubah menjadi transparan.
Contoh lain, alumunium adalah bahan yang tidak mudah terbakar. Namun, setelah diperkecil menjadi skala nano aluminium menjadi lebih mudah terbakar.
Perubahan sifat juga bisa terjadi pada silikon. Material silikon bersifat isolator saat masih berukuran makro. Namun, setelah direduksi menjadi skala nano, silikon berubah menjadi konduktor.
2. Luas permukaan material
Luas permukaan nanomaterial tentu jauh lebih kecil dari pada material makro dan mikro. Kendati demikian, luas permukaan nanomaterial masih lebih besar jika dibandingkan material nanonano untuk massa yang sama.
Para ahli mengungkap teori bahwa semakin kecil ukuran material dapat meningkatkan jumlah sisi aktif material untuk bereaksi secara kimia. Meningkatnya jumlah sisi aktif ini merujuk pada semakin meluasnya permukaan sisi aktif partikel.
Padahal luas permukaan partikel meningkatkan peluang terjadinya rekasi kimia karena bertambahnya sisi aktif. Hal inilah yang menyebabkan nanomaterial cenderung lebih reaktif secara kimia dibanding material nanonano.
Editor: Dhita Koesno
