Nanomaterial memiliki setidaknya satu dimensi (panjang, lebar atau tinggi) antara 1nm hingga 100nm (lihat grafik). Di dunia nano mikroskopis, sifat-sifat seperti warna, titik leleh, dan konduktivitas listrik sangat berbeda dengan sifat makroskopis yang lebih besar yang dapat dilihat dengan mata telanjang.
Hal ini disebabkan oleh dua alasan. Pertama, semakin kecil suatu benda, semakin besar luas permukaan per satuan volumenya. Jadi, material nano memiliki proporsi partikel permukaan yang kurang stabil lebih tinggi, sehingga membuat objek menjadi lebih reaktif. Kedua, efek kuantum diperbesar di dunia nano.
Dengan demikian, bahan nano memiliki sifat khusus yang membawa inovasi baru di berbagai bidang mulai dari obat hingga makanan.
Karbon: ukuran berbeda, sifat berbeda
Karbon adalah bahan umum yang ada dalam berbagai bentuk di dunia makroskopis dan nano.
Intan dan grafit adalah dua bentuk karbon yang umum ditemukan di dunia makroskopis. Berlian adalah permata transparan yang sangat keras dan tidak menghantarkan listrik.
Grafit, yang terbuat dari ratusan ribu lapisan graphene, berwarna gelap, lembut dan menghantarkan listrik. Meskipun terbuat dari atom karbon yang sama, intan dan grafit memiliki sifat yang berbeda karena susunan atom karbonnya.
Semua yang bersinar: apa yang membuat tinta stabilo begitu terang?
Namun, di dunia nano, graphene, yang merupakan salah satu lapisan atom grafit, kuat dan hampir transparan terhadap cahaya. Menggulung lembaran graphene tunggal atau berlapis-lapis akan membentuk tabung nano yang mampu menangani lebih dari 100 kali beban yang dapat ditampung baja.
Bahan nano karbon lainnya, fullerene, tersedia dalam berbagai bentuk, termasuk C60 yang biasa digunakan dalam bidang medis sebagai agen antimikroba. Fullerene C60 dapat menyimpan elemen yang sangat reaktif dan tidak stabil seperti litium untuk menghasilkan baterai yang lebih bertenaga dan tahan lama.
Apa yang dapat dilakukan oleh nanopartikel emas
Nanopartikel emas yang tersuspensi dalam larutan dapat tampak dari warna merah menjadi biru. Pada ukuran sekitar 50nm, nanopartikel emas adalah pembawa obat yang ideal karena mereka tidak bereaksi dengan molekul di dalam tubuh meskipun molekul obat dapat menempel pada permukaannya.
Para ilmuwan sedang bereksperimen dengan penggunaan nano emas untuk mengobati kanker. Nanopartikel emas berukuran 30nm disuntikkan ke dalam tumor. Pasien kemudian terkena cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang diserap oleh nano emas, yang memanaskan dan menghancurkan sel tumor di sekitarnya.
Para ilmuwan menemukan cara untuk mengucapkan selamat tinggal pada ‘bahan kimia selamanya’ yang beracun, PFAS
Bagaimana para ilmuwan menjelajahi dunia nano?
Mereka menggunakan pemindaian mikroskop terowongan (STM). Dengan mendekatkan ujung kawat logam tajam ke permukaan sampel dan memberikan tegangan listrik ke sampel, maka akan terbentuk gambar detail atom individu.
Instrumen ini memungkinkan para ilmuwan tidak hanya memvisualisasikan dunia nano, tetapi juga menggerakkan atom atau molekul individu untuk membangun struktur nano sederhana.
Beberapa orang telah menemukan kegunaan kreatif untuk peralatan ini. Seorang Anak Laki-Laki dan Atomnya, sebuah film yang diproduksi oleh peneliti IBM menggunakan STM, berkisah tentang persahabatan antara seorang anak laki-laki dan sebuah atom. Film pendek animasi ini dibuat dengan menggerakkan molekul karbon monoksida – yang terdiri dari atom karbon dan oksigen – dan memperbesarnya 100 juta kali menggunakan STM.
Konten disediakan oleh
Young Post dengan senang hati bermitra dengan Museum Sains Hong Kong dan Museum Luar Angkasa Hong Kong dalam seri Lab STEM kami. Tujuan kami adalah untuk mendorong Anda dalam mengejar sains. Setiap bulan, kedua museum ini akan menjawab pertanyaan-pertanyaan menarik Anda tentang dunia fantastis di sekitar kita, kosmos, dan seterusnya.