TUGAS TEKNOLOGI NANOPARTIKEL

APLIKASI NANOTEKNOLOGI

PADA PEMBUATAN NANOSERAT POLIANILIN

Dosen: Dr. Eng Agus Purwanto

1. Diah Kartika P.S ( I0508004 )

2. Agus Adhiatma ( I0508024 )

3. Astsari Abdul Majid ( I0508028 )

4. Danik Widi Astuti ( I0508030 )

5. Firman Asto Putro ( I0508044 )

6. Gemma Cintya Binajit ( I0508046 )

7. Utus Mustaqim ( I0508068 )

8. Bagas Prasetyawan A.N ( I0508082 )

9. Rendy Oktavian Putra ( I0508000 )

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2011

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam beberapa tahun belakangan ini, teknologi bukanlah sesuatu hal yang baru

dalam kehidupan masyarakat dunia. Bahkan, teknologi sudah menjadi hal yang sangat vital

untuk kelangsungan hidup mereka. Perkembangan teknologi di berbagai bidang sangat

memudahkan untuk melakukan berbagai hal dan memberikan banyak keuntungan. Hal inilah

yang menyebabkan eksplorasi dan pengembangan di bidang teknologi sedang menjadi pusat

perhatian dunia.

Dalam periode pada tahun 2010 sampai 2020 akan tejadi percepatan luar biasa dalam

penerapan nanoteknologi di dunia industri dan ini menandakan bahwa sekarang ini dunia

sedang mengarah pada revolusi nanoteknologi. Negara-negara seperti Amerika Serikat,

Jepang, Australia, Kanada dan negara-negara Eropa, serta beberapa negara Asia, seperti

Singapura, Cina, dan Korea tengah giat-giatnya mengembangkan suatu cabang baru teknologi

yang populer disebut Nanoteknologi. Negara yang tidak menguasai nanoteknologi akan

menjadi penonton atau paling tidak akan semakin jauh tertinggal dari negara lain.

Nanoteknologi akan mempengaruhi industri baja, pelapisan dekorasi, industri polimer,

industri kemasan, peralatan olah raga, tekstil, keramik, industri farmasi dan kedokteran,

transportasi, industri air, elektronika dan kecantikan. Penguasaan nanoteknologi akan

memungkinkan berbagai penemuan baru yang bukan sekadar memberikan nilai tambah

terhadap suatu produk, bahkan menciptakan nilai bagi suatu produk.

Salah satu bidang nanoteknologi yang sedang banyak dikembangkan adalah

pembuatan nanofiber karena dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti dalam bidang

kedokteran, filtrasi, komposit, tekstil, isolasi, and pemanfaatan energi.

BAB II

DESKRIPSI

A. Nanoteknologi

Nanoteknologi adalah pembuatan dan penggunaan materi atau alat pada ukuran

sangat kecil. Materi atau alat ini berukuran antara (1 – 100) nanometer. Satu nm sama

dengan satu-per-milyar meter (0.000000001 m), yang berarti 50.000 lebih kecil dari

ukuran rambut manusia. Ukuran (1 – 100) nm ini disebut juga dengan skala nano

(nanoscale).

Dengan nanoteknologi, material dapat didesain dan disusun dalam orde atom-per-

atom atau molekul per-molekul sedemikian rupa. Dengan menyusun ulang atau

merekayasa struktur material di level nanometer, maka akan diperoleh suatu bahan yang

memiliki sifat istimewa jauh mengungguli material yang lain

Salah satu aplikasi nanoteknologi yang sedang berkembang adalah penggunaan

nanofiber di berbagai bidang seperti dalam proses filtrasi, pembuatan nanoserat pada

tekstil, bidang kedokteran, pembuatan komponen dari nanofiber, dan masih banyak lagi.

B. Nanofiber

Secara umum, nanofiber didefinisikan sebagai sesuatu mempunyai diameter kurang

dari 1 mikron. Karakteristik (sifat-sifat) nanofiber yang sangat istimewa sangat cocok

untuk digunakan dalam berbagai rentang aplikasi yang sangat luas mulai dari bidang

kesehatan sampai produk-produk konsumen dan industri-industri berteknologi tinggi

seperti aerospace, kapasitor, transistor, sistem ‘drug delivery’, fuel cells, dan teknologi

informasi.

Gambar 2.1 Scanning electron microscope picture of electrospun polycaprolactone fibers

Pembuatan nanofiber dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Electrospinning

Electrospinning menggunakan sumber elektrik untuk membentuk suatu garis-

garis halus (fiber) dalam ukuran nano atau mikro dari suatu cairan. Proses ini sangat

menarik untuk membuat biomaterial polimer menjadi nanofiber. Teknik ini juga

digunakan untuk mengontol tingkat ketebalan dan komposisi nanofiber serta

porositasnya dengan suatu cara yang relatif sederhana. Dalam proses

elektrospinning, rentang ukuan fiber ini berkisar antara 50 nm-1000 nm, sedangkan

untuk ukuran yang lebih besar dapat diperoleh dengan cara menghubungkan suatu

tegangan dengan larutan polimer.

Gambar 2.2 Skema Pembuatan Nanofiber dengan Electrospinning

Polimer-solvent yang biasa digunakan dalam elektrospinning

Pembuatan Nanofiber dapat diperoleh dengan memilih sistem polimer-solvent

yang sesuai.

Tabel 2.1 Beberapa Sistem Polimer-Solvent yang Biasa Digunakan dalam Electrospinning

POLYMER SOLVENTS

Nylon 6 and nylon 66 Formic Acid

Polyacrylonitrile Dimethyl formaldehyde

PET Trifluoroaceticacid/Dimethyl chloride

PVA Water

Polystyrene DMF/Toluene

Nylon-6-co-polyamide Formic acid

Polybenzimidazole Dimethyl acetamide

Polyramide Sulfuric acid

Polyimides Phenol

2. Interfacial Polimerization

Polimerisasi terbentuk pada lapisan antarmuka (interface) antara fase organik

dengan fase cair yang mengandung oksidan. Saat kedua larutan bercampur, kedua

larutan terpisah karena perbedaan fase, fase organik di bagian atas dan fase cair di

bagian bawah. Sesaat setelah pencampuran, dengan cepat berlangsung polimerisasi

pada batas kedua fase larutan dan kemudian berdifusi ke bagian bawah (fase air).

C. Aplikasi Nanofiber

1. Filtrasi

Penggunaan jaring nanofiber sebagai media filtrasi sedang banyak

dikembangkan. Karena ukuran-ukuran fiber (serat-serat) yang sangat kecil, adanya

gaya London-Van Der Waals merupakan hal yang penting untuk terjadinya adhesi

antara serat dan bahan yang diserap. Polimer Nanofiber sebagai media filtrasi telah

lama digunakan selama lebih dari tujuh dekade. Karena sifat mekanik bulk nanowebs

tipis yang sangat rendah, jaring nanofiber ini diletakkan di atas substrat media filtrasi.

Diameter serat yang kecil menyebabkan arus slip pada permukaan serat, sehingga

terjadi peningkatan intersepsi dan efisiensi impaction inersia dari media filter

komposit. Peningkatkan efisiensi penyaringan pada penurunan tekanan yang sama

mungkin dilakukan untuk serat yang mempunyai diameter kurang dari 0,5

mikrometer.

Nanofiber memiliki aplikasi yang sangat menguntungkan dalam proses filtrasi

karena memiliki luas permukaan yang lebih besar dan mikropori yang lebih kecil

dibandingkan dengan serat melt blown (MB). Nanofiber ini sangat cocok untuk

menyaring partikel-partikel submikron dari air ataupun udara. Elektospun fiber ini

memiliki diameter tiga kali lebih kecil dibandingkan dengan serat melt blown.

Table 2.2 Menunjukkan Perbandingan Luas Permukaan Serat per Berat Material Nanofiber,

Spunbond Fiber dan Melt Blown Fiber

Fiber Type Fiber size, in

Micrometer

Fiber surface area per mass

of fiber material m2/g

Nanofibers 0.05 80

Spunbond fiber 20 0.2

Melt blown fiber 2.0 2

Nanofiber yang dikombinasikan dengan produk nonwoven lainnya memiliki

kegunaan yang sangat potensial untuk berbagai aplikasi filtrasi seperti filter aerosol,

masker, dan pakaian pelindung.

2. Manufaktur Tekstil

Metode electrospinning mayoritas digunakan pada aplikasi tekstil, namun kain

tenun yang diproduksi hanya sedikit. Mungkin karena kesulitan dalam penanganan

dan seratnya nyaris tidak terlihat. Namun, electrospinning memiliki potensi untuk

memproduksi pakaian non-woven mulus dengan mengintegrasikan manufaktur maju

dengan electrospinning serat. Hal ini akan memperkenalkan multi-fungsi (api, kimia,

perlindungan lingkungan) oleh serat menyatu dengan electrospinlaced (menggunakan

electrospinning untuk menggabungkan serat yang berbeda dan lapisan untuk

membentuk tiga bentuk dimensi, seperti pakaian) lapisan dalam kombinasi dengan

lapisan polimer.

3. Kedokteran

Nanofiber juga diaplikasikan dalam bidang kedokteran, termasuk drug and

gene delivery, rekayasa jaringan, pengobatan luka, dan sebagainya. Contohnya Serat

karbon nanotube yang ukurannya lebih kecil dari sel darah merah mempunyai

kegunaan untuk membawa obat menuju sel darah merah.

 

Gambar 2.3 Perbandingan ukuran antara sel darah merah dengan nanofiber

Nanofiber mempunyai kemampuan dalam ‘menyampaikan’ obat langsung ke

pusat penyakit. Nanofiber ini biasa digunakan pada berbagai aplikasi kedokteran.

Misalnya pada perban untuk pembalut luka dan benang yang digunakan untuk

menjahit luka. Nanofiber ini meminimalisasi risiko infeksi dan kehilangan darah.

 

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

Teknologi nanopartikel adalah teknologi pembuatan dan penggunaan materi atau

alat pada ukuran sangat kecil. Materi atau alat ini berukuran antara (1 – 100) nanometer.

Dengan menyusun ulang atau merekayasa struktur material di level nanometer, maka

akan diperoleh suatu bahan yang memiliki sifat istimewa jauh mengungguli material yang

lain. Salah satu aplikasi nanoteknologi yang sedang berkembang adalah nanofiber, yaitu

sesuatu material yang berbentuk seperti benang atau serat yang mempunyai diameter

kurang dari 1 mikron. Aplikasi nanofiber antara lain digunakan sebagai media

nanofiltrasi, bahan pembuatan pakaian nonwoven pada industri tekstil, sebagai drug

delivery pada bidang kedokteran dan sebagainya.

B. Saran

Nanoteknologi sebagai suatu bidang ilmu pengetahuan yang sedang hangat

dibicarakan akhir-akhir ini, sebaiknya perlu dikembangkan lagi supaya dapat

menciptakan penemuan-penemuan baru yang lebih inovatif dan dapat mempermudah

masyarakat dalam penggunaannya serta berwawasan lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Maddu, A.., Wahyudi, S. T., dan Kurniati, M. 2008. Sintesis dan Karakterisasi Nanoserat

Polianilin. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi Vol. 1 No.2, Juli 2008.

www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=1059&lang=id

www.wikipedia.org