Nanoteknologi

Untuk rencana yang terperinci, sila lihat di sini.

Nanoteknologi (juga dikenali dalam ringkasan sebagai nanotek) merupakan cabang sains yang menumpukan kepada jirim-jirim pada saiz antara 1 hingga 100 nanometer (1 nm = 10⁻⁹ meter). Pada dasarnya, nanoteknologi ialah peluasan sains-sains yang sedia ada ke skala nano. Salah satu aspek skala nano yang terpenting adalah bahawa semakin objek-objek menjadi kecil, semakin besar nisbahnya antara luas permukaan dengan isi padu. Fenomena ini telah memungkinkan penciptaan bahan-bahan yang menarik serta penggunaan-penggunaan yang baru. Umpamanya, bahan-bahan yang legap menjadi lut sinar (tembaga); bahan-bahan yang stabil menjadi bahan boleh bakar (aluminium); pepejal menjadi cecair pada suhu bilik (emas); dan penebat menjadi konduktor (silikon). Kejayaan-kejayaan cemerlang dalam nanoteknologi telah menghasilkan alat-alat solek dan losen-loesen pelindung cahaya matahari yang lebih baik, serta seluar kalis air.

Animasi nanotiub karbon berputar ini menampilkan struktur tiga dimensinya.

Struktur-struktur nano terdiri daripada tiga jenis, berdasarkan bilangan dimensinya:

• satu dimensi: permukaan objek antara 0.1 dan 100 nm;
• dua dimensi: nanotiub yang mempunyai diameter antara 0.1 dan 100 nm;
• tiga dimensi: zarah dengan saiz antara 0.1 dan 100 nm.

Sejarah ringkas

Nanoteknologi melangkaui lewat abad ke-19 apabila sains koloid mula-mula berakar umbi. Walaupun tidak dirujuk sebagai "nanoteknologi" ketika itu, teknik-teknik yang sama masih diterimaguna pada hari ini untuk mensintesiskan banyak daripada bahan-bahan pada saiz nanometer.

Sebutan pertama bagi sesetengah konsep nanoteknologi (tetapi sebelum penggunaan nama itu) adalah dalam "Masih Terdapat Banyak Ruang di Bawah" ("There's Plenty of Room at the Bottom)", sebuah ceramah yang disampaikan oleh ahli fizik Richard Feynman kepada Persatuan Fizikal Amerika di Caltech pada 29 Disember 1959.

Istilah "nanoteknologi" ditakrifkan buat pertama kali oleh Norio Taniguchi, Profesor Universiti Sains Tokyo, pada tahun 1974 dalam kertas kerjanya, "Mengenai Konsep Asas 'Nanoteknologi'," sebagai berikut: "'Nanoteknologi' terdiri terutamanya daripada pemprosesan bahan-bahan melalui pemisahan, penyatuan, dan pencacatan bentuk oleh sebiji atom atau sebiji molekul."

Pada dekad 1980-an, idea asas untuk takrif ini diperiksa dengan teliti oleh Dr. Eric Drexler. Beliau mempromosikan keertian teknologi untuk fenomena-fenomena dan peranti-peranti skala nano melalui ucapan-ucapan dan buku-bukunya, "Enjin-enjin Penciptaan: Era Nanoteknologi Yang Akan Datang" (Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology) dan "Sistem-sistem Nano: Jentera Molekul, Pengilangan dan Pengiraan" (Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation, ISBN 0-471-57518-6) dan disebabkan beliau, istilah itu memperoleh maksud kini.

Nanoteknologi dan nanosains bermula pada awal 1980-an dengan dimajukan dua perkara: kelahiran sains kelompok dan penciptaan mikroskop penerowongan imbasan (scanning tunneling microscope - STM). Kemajuan ini mendorong kepada penemuan fuleren pada 1986 dan nanotiub karbon beberapa tahun kemudian. Mikroskop daya atom dan mikroskop terowong imbasan merupakan dua versi pertama pengesan yang memperkenalkan nanoteknologi.

Teknologi kini menggunakan istilah 'nano' tidak terlalu berkaitan dan agak jauh dengan matlamat teknologi perubahan dan istimewa bagi cadangan pengilangan molekul, tetapi istilah tersebut sering membawa kepada idea tersebut. Maka, mungkin berbahaya yang "buih nano" akan terbentuk daripada penggunaan istilah tersebut oleh para saintis dan usahawan untuk mendapatkan keuntungan, tanpa menghiraukan (dan mungkin kurang) minat dalam kemungkinan perubahan kerja yang lebih kelihatan berwawasan tinggi dan jauh.

Peralihan sokongan yang berasaskan janji cadangan seperti pengilangan molekul untuk projek yang lebih biasa juga mungkin akan menimbulkan pandangan sinis yang tidak wajar terhadap matlamat paling hebat tersebut: seorang pelabur yang tertarik oleh pengilangan molekul yang melabur dalam 'nano' hanya untuk mendapatkan yang sains bahan tipikal memperolehkan keputusan yang mungkin menyimpulkan yang semua idea tersebut hanyalah satu gembar-gembur, tidak mampu untuk menghargainya yang semua ini boleh dimungkinkan dengan kekaburan istilah itu. Dalam kata lain, sesetengah telah berbalah yang publisiti dan kecekapan dalam bidang yang berkaitan yang dijanakan oleh bantuan seperti projek 'nano ringan' adalah berharga, walaupun tidak langsung, dalam kemajuan kepada matlamat nanoteknologi.

Nanoteknologi merupakan bidang kesimpulan yang didokumenkan dalam monograf nota kaki "Gembar-gembur Nano: Kebenaran di Sebalik Desas-desus Teknologi Nano" (Nano-Hype: The Truth Behind the Nanotechnology Buzz). Kajian yang telah diterbitkan tersebut (dengan kata-kata oleh Mihail Roco, ketua NNI) menyimpulkan yang apa yang dijual sebagai "nanoteknologi" merupakan sebuah penyusunan semula sains bahan, yang membawa kepada "industri nanotek yang dibina hanya berasaskan penjualan tiub nano, wayar nano dan yang sepertinya" yang akan "berakhir dengan beberapa pembekal menjual barangan sampingan dengan jumlah yang banyak."

Bahan yang bertambah secara nanoteknologi akan mengurangkan berat dan diikuti dengan bertambahnya kestabilan dan kegunaan.

Risiko nanoteknologi boleh diluaskan kepada tiga bahagian:

• risiko kepada kesihatan dan persekitaran yang berpunca daripada zarah dan jirim nano
• risiko yang disebabkan oleh pengilangan atau penghasilan molekul (atau teknologi nano lain)
• risiko yang datangnya daripada masyarakat sendiri.

Rujukan

• David Barube (2006). Nano-hype.
• Daniel J. Shanefield (1996). Organic Additives And Ceramic Processing. Penerbitan Akademik Kluwer. ISBN 0-7923-9765-7.
• Hunt, Geoffrey & Mehta, Michael (edisi) (2006). Nanotechnology: Risk Ethics, & Law. Earthscan, London. CS1 maint: multiple names: authors list (link)

Pautan luar

• Nanoteknologi dalam Kejuruteraan Bioperubatan Diarkibkan 2006-11-10 di Wayback Machine
• Pusat Nanoteknologi Birck Diarkibkan 2008-05-17 di Wayback Machine
• Pusat untuk Nanoteknologi yang Bertanggungjawab
• Institut Jurnal Fizik untuk Nanoteknologi Diarkibkan 2010-02-22 di Wayback Machine
• Nanoteknologi: Analisis Teknologi Ringkas Diarkibkan 2008-04-10 di Wayback Machine
• Nanowerk: Pengenalan Nanobahan-nanobahan
• Laporan Khas mengenai Nanoteknologi oleh New Scientist Tech
• Makmal Nanoteknologi Tekstil
• Nano-Hive@Home - Projek Perkomputeran Teragih