Nanoteknologi telah mengenerate konsep-konsep baru dalam berbagai
bidang iptek. Diyakini bahwa nanoteknologi akan membawa revolusi pada
seluruh aspek kehidupan manusia dalam waktu yang singkat dengan dampak
melebihi empat revolusi yang terjadi sebelumnya.Gambar 1 Revolusi
nanoteknologi (manufaktur molekul) memberikan impak yang sebanding dalam
waktu singkat dengan empat revolusi industri yang ditempuh dalam dua
abad.
Area aplikasi nanoteknologi sangat luas dan menyentuh hampir seluruh
Aspek kehidupan manusia. Sebagai contoh, pada bidang teknologi informasi
(TI) di Indonesia kini terdapat sekitar 60 juta pengguna handphone.
Nanoteknologi telah meningkatkan kemampuan dan performansi komponen
handphone seperti IC, layar display, memori, antena, baterai dan lainnya
sehingga tampak lebih ringkas namun semakin canggih. Perangkat
elektronik lainnya seperti komputer juga mengalami evolusi yang sama.

Di bidang farmasi dan kesehatan, produk-produk kesehatan telah
menggunakan partikel nano untuk meningkatkan efektifitas obat. Para
pakar di bidang ini kini tengah mengembangkan nanoteknologi untuk drug
targeted and delivery system. Obat kini didesain dapat mencapai target
dengan dosis tertentu sehingga akan lebih efisien dan efektif. Termasuk
terobosan dalam bidang ini adalah penggunaan material cerdas yang
diimplantasi dalam tubuh manusia untuk kepentingan pendeteksian
penyakit.

A. Pengenalan Nano Teknologi
Dalam presentasinya Profesor Yohanes Surya menjelaskan, masa depan
teknologi akan bergeser menjadi Nano Technology. Nano artinya satu
sepermiliar, satu Nano meter adalah sepuluh atom hydrogen. Menurut
Yohanes Surya, contoh sederhananya bila tebal rambut 50.000 Nano meter,
maka bisa dibayangkan bila tebal rambut itu dibelah menjadi 50.000
kali, dan hasil pembelahan ketebalan rambut, itulah yang disebut Nano
Technology, dan itu merupakan teknologi di masa mendatang, teknologi
sepermiliar meter.

Berkaitan dengan Nano Technology, Profesor Yohanes Surya lebih dulu
menjelaskan apa itu teknologi, menurutnya teknologi adalah cara untuk
mendapatkan sesuatu dengan kualitas lebih baik, lebih murah, lebih mudah
dan lebih menyenangkan.. Dulu pada tahun 1930-an, waktu dari Jakarta
ke Merauke ditempuh sekitar dua minggu, namun sekarang bisa dijangkau
dengan 8 jam saja,” ujar Yohanes memberi contoh: Nano Technology
Manipulasi Atom.
Prof.Yohanes Surya menjelaskan, Nano Technology adalah suatu teknologi
yang mampu memanipulasi atom untuk menghasilkan sebuah produk menjadi
lebih murah, lebih baik dan lebih menyenangkan. Beberapa contoh produksi
yang bisa dihasilkan melalui Nano Technology ini adalah cat,
packaging, industri ruang angkasa, solar energy, mengobati beragam
penyakit, menyensor bangunan, mendeteksi bau gas, komputer, membuat
orang awet muda, mempermudah seseorang jalan-jalan ke luar angkasa, dan
banyak lagi.

Secara rinci pakar fisika ini mengungkapkan, melalui Nano Technology,
seseorang bisa merubah-rubah warna cat rumah sesuai dengan keinginannya,
dinding menjadi tidak mudah tergores, sebab dinding tembok tertutup
rapat oleh nano pertikel. Suatu saat, untuk membersihkan jendela di
gedung-gedung bertingkat tidak lagi diperlukan air, kaca cukup terkena
matahari maka akan terjadi proses self cleaning. Begitu juga dengan ubin
lantai, melalui Nano Technology, ubin bisa berganti warna sesuai
dengan keinginan si pemilik.

B. Perkembangan Nano Teknologi

1. Carbon Nano-Chip

Nano Technology juga bisa berkembang menjadi Carbon Nano-Chip, yang
merupakan bahan sangat kuat dan ringan, yang akan membuat revolusi
kekuatan material. Artinya, Nano-Chip mampu mempengaruhi industri ruang
angkasa, dan industri automotif. Tiap mobil yang dilapisi Carbon
Nano-Chip, akan membuat si pengemudi tidak usah takut lagi jika terjadi
kecelakaan. Sebab kendaraan yang ditumpanginya tidak akan penyok,
karena kekuatan yang melapisi mobil tersebut mencapai seratus kali
kekuatan baja. Begitu juga halnya dengan pesawat ruang angkasa. Bila
badan pesawat dilapisi Carbon Nano-Chip, kekuatannya akan menjadi luar
biasa sekali. Akibat yang ditimbulkan, pesawat akan mampu menahan
gesekan dari benda-benda apa pun. Dan pesawat juga bisa mencapai daerah
yang lebih jauh lagi. Melalui Carbon Nano-Chip ini, suatu saat
seseorang tidak perlu lagi mencuci pakaian dengan air. Pakaian Nano,
cukup dikibas-kibaskan saja, sudah bersih dan licin kembali. Jadi tidak
perlu diseterika, dicuci atau dilipat.

2. Nano Solar Energy

“Saat ini, beberapa ilmuwan sedang meneliti bagaimana proses daun
menyerap matahari. Daun tersebut ternyata bisa memanfaatkan energi sinar
matahari sebesar seratus persen. Kalau kita bisa menggunakan tenaga
matahari 25 hingga 50 persen saja, maka kita tidak perlu lagi
membutuhkan minyak/solar. Bila teman-teman bisa menemukan metodenya,
dampaknya luar biasa sekali,” ujar Profesor Yohanes Surya.

3. Nano Sensor

Salah satu kegunaannya mengobati penyakit kanker. Caranya, obat kanker
dimasukkan ke dalam Nano robot kecil, lalu ditusukkan ke jari si
penderita, dengan remote control, robot bisa diarahkan untuk mencari
sendiri sel-sel kanker yang menyebar di dalam tubuh. Begitu sampai di
tempat sel-sel kanker tersebut, robot akan melepaskan bom, kemudian sel
kanker akan mati dan hancur. Sel itu akan keluar melalui pembuangan
kotoran manusia bersama Nano Robot. Selain kanker, beragam penyakit juga
bisa disembuhkan. Masih banyak Nano Technology lainnya. Selain energy,
ada juga Nano air yang mampu mengubah air limbah, laut menjadi air
tawar yang bersih, Nano Device dll.
Menurut National Science Foundation, total market Nano Technology
mencapai satu trilyun dollar pada tahun 2015. Dan sekarang, diperkirakan
sudah mencapai lima trilyunan dollar Amerika.
“Jadi, kalian semua sebagai generasi penerus mulai sekarang harus
memikirkan bagaimana membangun negara kita ini melalui Nano Techonology.
Orang yang tidak bermain atau memanfaatkan Nano Technology akan habis.
Kita harus care terhadap teknologi, sebab bangsa yang maju adalah
bangsa yang memperhatikan teknologi”, ujar Profesor Yohanes Surya di
hadapan peserta pelatnas fisika dan para undangan lainnya.

C. Pengembangan nanoteknologi dalam konteks ke-Indonesia-an
Nanoteknologi tidak dapat dihindari lagi entah kita mempersiapkan diri
atau tidak. Dalam kenyataannya, Indonesia memiliki keunggulan komparatif
yang berupa kekayaan sumber daya alam baik berupa berbagai mineral
alam sebagai bahan baku pembuatan produk dan sumber energi, dan
keragaman hayati flora dan fauna dalam jumlah yang luar biasa. Namun,
sumber daya tersebut masih belum banyak diberikan nilai tambah sehingga
belum dapat dijadikan sebagai penentu daya saing bangsa.

Pemanfaatan sumber daya alam tersebut baru berupa eksploitasi dengan
kuantitas yang besar dan belum banyak diolah sehingga masih bernilai
sangat rendah (misalkan mineral pasir besi, Kuarsa, tembaga, emas dll).
Dilain sisi, letak geografis dan jumlah penduduk yang sangat besar,
menjadikan Indonesia menjadi pasar perekonomian yang menjanjikan. Oleh
karena itu, pengembangan nanoteknologi harus dapat diarahkan untuk
mengelola dan memberikan penambahan nilai secara signifikan bagi sumber
daya alam Indonesia sehingga meningkatkan daya saing bangsa. Arah
pengembangan nanoteknologi ini kelak akan menjadi back bone pembangunan
nasional kita.

Beberapa fokus pengembangan nanoteknologi yang perlu dilakukan berdasarkan potensi yang dimiliki adalah:

1. pemanfaatan nanoteknologi untuk pembuatan nanomaterial yang
ditargetkan untuk pensuplai bahan baku produk nano untuk aplikasi di
bidang TI, transportasi, elektronik, dll
2. pemanfaatan nano-bioteknologi yang ditargetkan untuk peningkatan hasil pangan dan pertanian
3. pemanfaatan nanoteknologi di bidang farmasi dan kesehatan yang ditargetkan untuk peningkatan kualitas obat Indonesia
4. pemanfaatan nanoteknologi untuk pemenuhan dan konservasi energi nasional.

Penelitian dan pengembangan nanoteknologi di Indonesia sudah dimulai di
beberapa lembaga riset (LIPI, BATAN, BPPT, LAPAN, MRC, dll) atau
universitas (ITB, UI, ITS, Unand, UGM, dll). Oleh karena itu, perhatian
dan intensitas penelitian nanoteknologi di Indonesia harus segera
ditingkatkan, mengingat negara-negara lain juga belum lama merintisnya
dan peluang serta potensi yang sangat besar yang dimiliki Indonesia.
Kehilangan momen hanya menempatkan bangsa Indonesia di papan bawah
persaingan dunia di masa mendatang. Untuk mengusung isu nanoteknologi
ini diperlukan kerjasama yang erat dari semua kalangan baik industri,
pemerintah, dan akademisi. Prospek nanoteknologi akan semakin cerah jika
kolaborasi tersebut berjalan harmonis. Berawal dari ini, permasalahan
bangsa diharapkan dapat terselesaikan sekaligus meningkatkan derajat
bangsa di percaturan Internasional.

A. Pengertian Nano Sensor
Nanosensors adalah poin yang digunakan untuk menyampaikan informasi
tentang nanoparticles ke macroscopic dunia. Walaupun manusia belum dapat
mempersatukan nanosensors, prediksi mereka untuk menggunakan obat
terutama mencakup berbagai keperluan dan sebagai gateways ke
nanoproducts bangunan lainnya, seperti chip komputer yang bekerja di
nanoscale dan nanorobots. Saat ini, ada beberapa cara yang diusulkan
untuk mengembangkan nanosensors.
1. Prediksi aplikasi
Nanosensor juga sering digunakan ahli medis sebagai alat pendeteksi
segala macam penyakit. Menggunakan obat terutama dari nanosensors
berputar di sekitar potensi nanosensors akurat untuk mengidentifikasi
sel atau tempat-tempat tertentu di dalam tubuh yang membutuhkan. Dengan
mengukur perubahan dalam volume, konsentrasi, kecepatan dan beratnya,
gravitational, listrik, dan magnetis kekuatan, tekanan, atau suhu di
sel-sel tubuh, nanosensors mungkin dapat membedakan dan mengenali sel
tertentu, terutama orang-orang yang kanker, pada tingkat molekuler untuk
memberikan obat atau memantau perkembangan ke tempat-tempat tertentu
di dalam tubuh. Selain itu, mereka mungkin dapat mendeteksi macroscopic
variasi dari luar tubuh dan berkomunikasi perubahan lain nanoproducts
bekerja di dalam tubuh.
Salah satu contoh melibatkan nanosensors menggunakan fluorescence
properti kadmium selenide kuantum sebagai titik sensor untuk membuka
Tumors dalam tubuh. Injecting oleh badan dengan jumlah titik tersebut,
dokter dapat melihat di mana sel kanker atau tumor yang disuntik melalui
titik-titik kuantum, yang dibangun khusus untuk mencari sel tubuh yang
telah beresiko. Akibatnya, para peneliti yang bekerja untuk
mengembangkan alternatif yang dibuat dari titik-titik yang berbeda namun
tetap mempertahankan sebagian fluorescence properti. Secara khusus,
mereka telah menyelidiki keunggulan seng sulfida titik kuantum, walaupun
mereka tidak cukup teduh sebagai kadmium selenide.
Nano sensor juga dapat digunakan untuk mendeteksi spesifik DNA untuk
mengenali eksplisit genetik cacat, mendeteksi secara otomatis tingkat
gula untuk penderita diabetes. Oleh karena itu, dengan menggunakan pola
proteomic dan campuran bahan-bahan baru, nanobiosensors juga dapat
digunakan untuk mengaktifkan komponen dikonfigurasi menjadi hibrid
substrat semikonduktor sebagai bagian dari sirkuit perakitan.
2. Nano Sensors Existing
Saat ini, fungsi nanosensors di dunia sebagai receptors stimulasi dari
luar. Misalnya rasa bau terutama di dalam binatang yang sangat kuat
seperti anjing, fungsi yang menggunakan receptors rasa nanosized
molekul. Tanaman tertentu juga digunakan untuk mendeteksi nanosensors
sinar matahari. Nanosensors menggunakan ikan-ikan untuk mendeteksi
getaran disekitar air dan nanosensors juga dapat mendeteksi jenis
kelamin serangga.
3. Metode produksi
Gambar A contoh dari molekul DNA yang digunakan sebagai starter untuk diri sendiri yang lebih besar berkumpul.
Gambar B sebuah atom kekuatan mikroskop gambar diri rakitan DNA
nanogrid. Masing-masing DNA tegel diri berkumpul menjadi sangat
memerintahkan periodik dua dimensi DNA nanogrid.
Saat ini terdapat beberapa cara untuk hypothesized menghasilkan
nanosensors. Top-down cetakan dr logam yg ditulisi adalah cara paling
terpadu yang sedang dibuat. memulai dengan blok yang lebih besar dari
beberapa bahan dan ukiran dari bentuk yang dikehendaki. Diukir dari
perangkat ini, terutama untuk digunakan dalam menempatkan
microelectromechanical sistem khusus yang digunakan sebagai
microsensors, umumnya hanya mencapai ukuran mikro, tapi yang paling
baru-baru ini telah mulai untuk memasukkan nanosized komponen.
Cara lain untuk menghasilkan nanosensors adalah melalui metode
bottom-up, yang melibatkan assembling dari sensor yang menggunakan
komponen lebih kecil, Hal ini akan melibatkan pindah dari atom tertentu
substansi satu per satu ke dalam posisi yang khusus, meskipun telah
dicapai dengan menggunakan alat tes laboratorium seperti atomic force
microscopes, masih terdapat kesulitan yang signifikan, khususnya untuk
dilakukan secara masal, baik sebagai alasan untuk logistik dan ekonomi
lemah. Kemungkinan besar, proses ini akan digunakan terutama untuk
bangunan molekul starter diri assembling sensor.
Cara yang ketiga, yang menjanjikan hasil jauh lebih cepat, melibatkan
masalah perakitan, atau “berkembang” nanostructures tertentu yang akan
digunakan sebagai sensor. Pertama menggunakan beberapa bagian dari yang
dibuat sebelumnya atau dibentuk nanostructure alami dan dalam atom
mereka sendiri saja. Setelah terstruktur dan memiliki permukaan yang
luar biasa yang akan membuatnya jauh lebih mudah untuk menarik molekul
sebagai lanjutan dari pola ini, yaitu menangkap beberapa atom bebas dan
melanjutkan ke bentuk yang lebih besar untuk membuat sendiri komponen
nanosensors.
4. Dampak ekonomi
Walaupun nanosensor teknologi adalah bidang yang relatif baru, proyeksi
global untuk penjualan produk yang menggabungkan nanosensors berkisar
dari $ 0,6 miliar menjadi $ 2,7 miliar dalam waktu tiga sampai empat
tahun terakhir ini. Nanosensor ini kemungkinan besar akan dimasukkan
sebagai alat paling modern lanjutan yang digunakan dalam sistem
komputer, karena terdapat potensi untuk menyediakan hubungan antara
bentuk-bentuk lain dari nanotechnology dan macroscopic dunia yang
memungkinkan developer untuk memanfaatkan potensi nanotechnology ke
komputer miniaturize chips sedangkan mereka sangat memperluas potensi
penyimpanan.
B. Versi lain dari perkembangan nano sensor
1. Nanotubes
Peneliti di MIT telah menemukan bahwa karbon nanotubes dapat menjadi
sensor biologi sangat sensitif untuk mendeteksi satu molekul dalam sel
hidup secara real time,mereka mempublikasikannya secara online dalam
Alam Nanoteknologi, demonstrasi pertama nanoscale sensor yang dapat
digunakan untuk mendeteksi dan menampilkan gambar beberapa jenis molekul
dalam sel pada saat yang sama, dengan sensitivitas yang jauh melebihi
dari standar alat untuk molekular imaging. Para peneliti menggunakan
sensor untuk mendeteksi benda yang merusak DNA, kanker tertentu,
termasuk obat dan toxins. Sensor yang akhirnya dapat digunakan untuk
memantau efektivitas obat kemoterapi, melacak interaksi molekul dalam
sel, dan tes untuk tingkat rendah toxins di lingkungan.
Michael Strano, seorang penulis dan sekutu profesor dari teknik kimia
di MIT, mengatakan bahwa pekerjaan merupakan lompatan maju dalam tujuan
untuk mengembangkan nanoscale sensor untuk mendeteksi molekul di dalam
sel hidup. Struktur kecil yang digunakan untuk deteksi dan imaging
fluoresce. Property ini berguna untuk biologi imaging karena inframerah
cahaya dapat menembus jaringan lebih mendalam daripada cahaya yang
terlihat.
Strano mengatakan bahwa sensor menawarkan beberapa keuntungan lebih
penting teduh dyes. Mereka tidak hanya dapat mendeteksi dan menemukan
molekul, tetapi berbagai jenis molekul akan mempengaruhi properti
sebagai emitted cahaya berbeda. “Bila molekul mengikat ke sana, ia dapat
mengubah panjang gelombang atau intensitas cahaya yang keluar,” ujar
Strano. “Setiap toksin memiliki tanda tangan yang unik. Jadi anda tidak
hanya mendeteksi ini, Anda dapat mengatakan sesuatu tentang jenis
toksin itu atau jenis obat itu.” Dalam studi ini, para peneliti
menggunakan dua jenis karbon nanotubes untuk membedakan antara empat
kelas berbeda toxins dalam sel hidup, tetapi Strano percaya bahwa
sensor dapat dikonfigurasi untuk mendeteksi berbagai molekul dalam satu
sel sample.
2. Nanowire
Peneliti di Universitas California, Berkeley, telah membuat sirkuit
terpadu pertama yang menggunakan nanowires sebagai sensor dan komponen
elektronik. Dengan teknik pencetakan sederhana, grup mampu membangun
besar array sirkuit yang seragam, yang dapat digunakan sebagai sensor
gambar. “Tujuan kami adalah untuk mengembangkan semua nanowire-sensor”
yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, kata Ali Javey, seorang
profesor teknik-listrik di UC Berkeley, yang memimpin penelitian.
Nanowires membuat sensor karena dimensi kecil meningkatkan
sensitivitas. Nanowire berbasis sensor cahaya, misalnya, dapat
mendeteksi hanya beberapa foton. Tetapi akan berguna dalam perangkat
praktis, sensor yang harus terintegrasi dengan elektronika yang dapat
memperkuat dan memproses sinyal kecil seperti itu. Ini telah menjadi
masalah, karena bahan yang digunakan untuk sensing dan elektronik tidak
dapat dengan mudah dikumpulkan pada permukaan yang sama.
Good alignment adalah perangkat yang diperlukan untuk bekerja dengan
baik, karena sinyal optik tergantung pada polarisasi cahaya, yang pada
akhirnya akan bergantung pada orientasi dari nanowires. Demikian pula,
Transistor memerlukan tinggi derajat alignment untuk mengaktifkan dan
menonaktifkan dengan baik.
3. Nano Faster,Smarter (gabungan dari nanotubes dan nanowire)
Karbon nanotube berbasis kimia sensor dapat mendeteksi rendah bagian per
miliar dari konsentrasi gas rumah kaca. Ia juga dapat pergi dari satu
mendeteksi gas lain ke dalam setengah menit. Biasanya,
karbon-nanotube-atau-nanowire berbasis sensor, yang dapat sangat peka
dalam mendeteksi gas.
Perangkat baru yang dibuat dari dua bagian utama yaitu sebuah
ultrasmall gas chromatograph dan instrumen yang biasa digunakan dalam
analisis kimia untuk memisahkan campuran dari gas rumah kaca. Untuk
membuat versi mikro dari instrumen, para peneliti membuat sketsa yang
zigzagging.
Output dari chromatograph feed ke dalam nanotube Sensor. Sensor yang
mengandung karbon nanotubes mencakup ruang kecil antara emas electrodes
dan berbagai adsorb pada gas karbon nanotubes. Dengan mengukur
perubahan daya konduksi setelah mengikat gas ke nanotubes, para
peneliti dapat mengidentifikasi gas.
Para peneliti menguji dengan sensor kimia yang meniru toksin syaraf
sarin. Mereka dapat mendeteksi miliar molekul dari gas, sesuai dengan
konsentrasi 150 miliar per bagian yang telah mendapatkan lebih tinggi
sensitivitas dengan nanosensors. Peneliti di Naval Research Laboratory
telah karbon nanotube-sensor yang mendeteksi 50 miliar per bagian dari
sarin seperti kimia. Li Jing dan rekan-rekannya di NASA Ames Research
Center telah meneliti karbon nanotube dan logam-oksida nanowire berbasis
Sensor array yang mendeteksi tentang empat bagian per miliar nitrogen
dioksida.
Perangkat yang baru, dengan bagian per miliar sensitivitas, mungkin
kurang sensitif dibandingkan yang lain, tetapi masih dapat menemukan
kegunakan yang praktis, Lebih penting lagi, ia menyajikan kunci kemajuan
yang menggabungkan mikro kromatografi kolom dan nanotube sensor ke
dalam perangkat portabel yang kecil.
Kesimpulan
Nanoteknologi telah merubah cara pandang manusia terhadap iptek itu
sendiri. Dengan menguasai nanoteknologi manusia merasa dapat mewujudkan
semua impiannya untuk menciptakan material apa saja di dunia ini. Dalam
level nano (sepermilyar meter), atom demi atom atau molekul demi
molekul dapat disusun dan dimanipulasi sesuai keinginan kita sehingga
tidak terjadi pemborosan atau ketidakefisienan partikel seperti pada
material dalam paradigma iptek selama ini. Oleh karena itu
nanoteknologi telah men-generate konsep-konsep baru dalam berbagai
bidang iptek. Diyakini bahwa nanoteknologi akan membawa revolusi pada
seluruh aspek kehidupan manusia dalam waktu yang singkat dengan dampak
melebihi empat revolusi yang terjadi sebelumnya.
Di bidang farmasi dan kesehatan, produk-produk kesehatan telah
menggunakan partikel nano untuk meningkatkan efektifitas obat. Para
pakar di bidang ini kini tengah mengembangkan nanoteknologi untuk drug
targeted and delivery system. Obat kini didesain dapat mencapai target
dengan dosis tertentu sehingga akan lebih efisien dan efektif. Termasuk
terobosan dalam bidang ini adalah penggunaan material cerdas yang
diimplantasi dalam tubuh manusia untuk kepentingan pendeteksian penyakit
yaitu terobosan dalam perkembangan Nanosensor.