Rabu, 20 Juni 2018

Nanoteknologi: Ulasan khusus Nanoselulosa

Bagi yang berkonsentrasi pada pengembangan dan modifikasi material untuk keperluan teknologi, peristilahan nanoteknologi tidak lagi menjadi sesuatu yang unfamiliar. Ketika mencangkan program NNI (National Nanotechnology Initiative) tahun 2000, Presiden Bill Clinton (Amerika Serikat) menargetkan bahwa paling lambat tahun 2020 sebagian besar teknologi akan berbasis pada material skala nanometer. Sederhananya bahwa teknologi yang ada sekarang menggunakan material skala mikrometer akan diubah menjadi material berskala nanometer.

Tanpa kita sadari, nano teknologi sebenarnya terdapat pada alat-alat yang sehari-hari digunakan, seperti smartphone, komputer, pakaian, mobil, bahkan makanan. Tentunya penerapan nanoteknologi tidak terlepas dari keunggulan yang dimiliki oleh material berukuran nano tersebut. Material dalam ukuran nanometer juga memiliki sifat-sifat yang lebih kaya.

Para ilmuwan sepakat bahwa yang dapat dikelompokkan dalam skala nanometer adalah ukuran yang lebih kecil dari 100 nm. Pengembangan dari ukuran nano material adalah material nano struktur. Material nano struktur adalah material yang tersusun atas bagian-bagian kecil dengan bagian-bagian yang berukuran kurang dari 100 nm.
Nanopartikel, yaitu partikel dengan diameter kurang dari 100 nm. Nanopartikel disebut juga nanodot (titik nano)/quantum dot (titik kuantum).
Nanorod, yaitu semacam kawat atau silinder yang memiliki diameter kurang dari 100 nm, berapapun panjangnya. Nanorod kadang disebut juga nanowire. Orang telah berhasil membuat nanowire dengan panjang beberapa ratus mikrometer. Contohnya, pembuatan carbide nanorods (TIC, NbC, FeC, SiC dan BCx) dengan diameter antara 2 sampai 30 nm dan panjang hingga 20 mikrometer. 
Nano-ribbon adalah material berbentuk lembaran dengan ketebalan kurang dari 100 nm. 
Nano-sheet, material berbentuk lembaran dengan ketebalan kurang dari 100 nm. Perbedaan nanosheet dan nano-ribbon terletak pada dimensi lebarnya. Pada nano-ribbon, lebar material tidak terlalu besar (beberapa ratus nanometer) dan panjanganya jauh lebih besar daripada lebar. Sedangkan nano-sheet memiliki panjang yang hampir sama dengan lebar dan ukurannya ratusan nm hingga beberapa mikrometer. Nano-tube, material berbentuk silinder dengan ketebalan kulit silinder dengan ketebalan kulit silinder kurang dari 100 nm. Contoh yang terkenal adalah carbon nanotube dengan kulit silinder berupa satu beberapa lapis atom karbon. Nanotube lain yang berhasil dibuat adalah boron nitrida (BN) nanotube yang kulitnya terdiri dari beberapa atom boron dan nitrogen. Nano-porous, adalah material yang mengandung sejumlah poos dan ukuran tiap poros kurang dari 100 nm. Contoh material ini adalah zeolite dan MCM-14 (silikon dioksida yang mengandung poros yang tersusun secara heksagonal).

Ulasan khusus tentang Nanoselulosa

Nanocellulose dapat disintesis melalui tiga proses, yaitu: mikroba/ bakteri, mekanik dan kimia, yang mengarah ke tiga kelas nano-selulosa. Nanoselulosa bakterial disintesis terutama dari mikroba, seperti alga, jamur (Klemm, Heublein, Fink, & Bohn, 2005) dan bakteri (AgrobacteriumSarcinaRhizobium dan GlucoacetobacterAcetobacter) (Brown, 1886; George dkk., 2014; Ullah, Wahid, Santos, & Khan, 2016). Proses yang digunakan untuk persiapan kelas kedua nanocellulose; nanocrystals selulosa (CNC) (Kumar, Negi, Choudhary, & Bhardwaj, 2014) atau nanocrystalline cellulose (NCC) (Brinchi, Cotana, Fortunati, & Kenny, 2013) atau selulosa nano-partikel (Bilbao-Sáinz et al., 2011) adalah dengan disintegrasi kimia terhadap selulosa murni, terutama oleh hidrolisis asam (Bilbao-Sáinz et al., 2011; Kumar et al., 2014). Kelas ketiga nanocellulose dikenal sebagai nanofibril selulosa (CNFs), juga disebut sebagai nano-fibrillated cellulose (NFC) atau selulosa micro-fibrillated (MFC) (Nakagaito & Yano, 2005) diekstraksi oleh disulgrating dispersi selulosa secara mekanik dalam air (Alemdar & Sain, 2008; Bhatnagar & Sain, 2005; Chakraborty, Sain, & Kortschot, 2005), nitrogen cair (cryocrushing) atau penggilingan.  

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Karakterisasi Material Polimer: Studi Kasus Mikrokristalin Selulosa (MCC)

Untuk mempelajari stuktur dan sifat mikrokristalin selulosa (MCC), beberapa teknik telah banyak dilakukan peneliti. Analisis-analisis te...