PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2015
TUGAS
[
ETIKA PROFESI
]
Modul 10
Dosen:
Elyas Palantei, ST., M.Eng., Ph.D
MODUL-10: ANALISA RESIKO KERJA
I. Pendahuluan
Setiap aktivitas yg dilakukan selalu bertemu dengan ketidakpastian yg menimbulkan resiko. pengertian analisis risiko ialah suatu metode analisis yang meliputi factor penilaian, karakteristik, komunikasi, manajeemen dan kebijakan yg berkaitan dengan resiko tersebut. Ini adalah metode yang paling umum dari analisis. Misalnya, rencana pemulihan bencana, untuk sebuah organisasi didiskusikan. Ketika probabilitas dan ukuran kerugian (menunjukkan kemungkinan dan signifikansi keuangan, masing-masing) keduanya tinggi, risiko ada. Di sisi lain, risiko tidak terkait dengan probabilitas yang sangat rendah dari kejadian, atau dengan kerugian yang dalam keadaan lain akan dianggap "terjangkau". Tapi ada wilayah abu-abu antara kombinasi probabilitas / kerugian yang benar-benar berisiko, dan mereka yang tidak. Hal ini mencerminkan fakta bahwa batas antara peristiwa berisiko dan non-berisiko kabur,
tidak tepat. Langkah-langkah untuk Penilaian Risiko Berikut tiga pertanyaan yang dipaparkan untuk menilai resiko:
1. Apa kesalahan yang dapat menyebabkan hasil paparan bahaya? (identifikasi dan karakterisasi risiko) 2. Berapa besar kemungkinan hal ini terjadi? (kuantifikasi risiko, kemungkinan, dan besarnya) 3. jika hal itu terjadi, apa akibatnya?
Adapun langkah-langkah dalam analisis resiko TI, sebagai berikut: 1. Identifikasi karakteristik sistem (system characterization) 2. Identifikasi ancaman (threat identification)
3. Identifikasi kerawanan/kelemahan (vulnerability determination) 4. Analisis kontrol (control analysis)
5. Pengenalan kecenderungan (likelihood determination) 6. Analsis dampak (impact analysis)
7. Pengenalan risiko (risk determination)
8. Rekomenfasi kontrol (control recommendation) 9. Dokumentasi (result documentation)
Berikut ini penjelasan dari langkah-langkah pada analisis risiko:
1. Identifikasi karakteristik sistem (system characterization), merupakan proses identifikasi dan analisis kebijakan keamanan saat ini, aset perusahaan, pengelolaan sumber daya manusia terkait dengan
implementasi keamanan informasi, fasilitas fisik dan lingkungan, komunikasi dan sosialisasi kepedulian tentang keamanan informasi, serta pengelolaan insiden dan keberlanjutan bisnis.
2. Identifikasi ancaman (threat identification), merupakan proses identifikasi dan analisis terhadap sumber dan jenis ancaman yang pernah atau berpeluang terjadi, baik ancaman aktif dan pasif. 3. Identifikasi kerawanan/kelemahan (vulnerability determination), merupakan proses identifikasi
kerawanan berdasarkan sumber ancaman dan tiga area keamanan, serta analisis kerawanan/kelemahan yang dimiliki atau berpotensi terjadi dimasa depan.
4. Analisis kontrol (control analysis), merupakan proses identifikasi dan analisis terhadap kontrol yang digunakan saat ini berdasarkan kombinasi kontrol.
5. Pengenalan kecenderungan (likelihood determination), merupakan proses identifikasi dan analisis terhadap kecenderungan kelemahan dan ancaman dapat terjadi, sehingga dapat dihasilkan tingkat kecenderungan.
6. Analisis dampak (impact analysis), merupakan proses identifikasi dan analisis terhadap dampak dari kerawanan/kelemahan dan ancaman yang dapat terjadi, sehingga dihasilkan tingkat dampak.
7. Pengenalan risiko (risk determination), merupakan proses identifikasi dan analisis terhadap hasil identifikasi kecenderungan dan dampak berdasarkan kerawanan/kelemahan dan ancaman, serta tingkat kecenderungan dan dampak..
8. Rekomendasi kontrol (control recommendation), merupakan proses untuk menyampaikan beberapa rekomendasi kontrol yang dapat diharapkan mampu meredakan atau mengurangi risiko yang ada.
2. Failure Mode and effect analysis(FMEA = Modus Kegagalan dan analisis efek)
Dalam metode ini, berbagai bagian atau komponen dari sistem dan modus kegagalan(pola, propagasi dan alam) dipelajari. FMEA adalah salah satu alat kualitatif, di mana suatu bagian atau suatu proses yang mungkin gagal memenuhi suatu spesifikasi, menciptakan cacat atau ketidaksesuaian dan dampaknya pada pelanggan bila mode kegagalan itu tidak dicegah atau dikoreksi. Konsep FMEA diperkenalkan pada tahun 1960 oleh perusahaan kedirgantaraan. Maka penggunaan FMEA diperpanjang untuk industri mobil dan jenis lain dari industri, memahami nilai dari pendekatan ini. Dalam dekade terakhir, telah mengalami metamorfosis mana fokus adalah pada tingkat keparahan, kejadian Peringkat deteksi. Dengan demikian, FMEA didefinisikan sebagai alat yang sistematis untuk
(a) mengidentifikasi mode kegagalan yang mungkin dalam produk / proses,
(b) untuk memahami mekanisme kegagalan (proses yang mengarah ke kegagalan), (c) analisis risiko, dan
metode identifikasi risiko dengan menganalisis berbagai pertimbangan kesalahan dari peralatan yang digunakan dan mengevaluasi dampak dari kesalahan tersebut. Kelemahan metode ini adalah tidak mempertimbangkan kesalahan manusia. Dalam hal ini, FMEA mengidentifikasi kemungkinan abnormal atau penyimpangan yang dapat terjadi pada komponen atau peralatan yang terlibat dalam proses produksi serta konsekuensi yang ditimbulkan.
A. LANGKAH UNTUK MELAKUKAN FMEA
FMEA adalah manajemen tim lintas fungsional. Sepanjang siklus pengembangan produk, perubahan dan pembaruan akan diperkenalkan dengan produk dan proses. Perubahan ini harus ditinjau karena mereka dapat memperkenalkan risiko baru atau mode kegagalan. Dengan demikian perlu untuk meninjau dan perubahan pembaruan.
1. Produk / proses dan fungsinya harus dipahami terlebih dahulu. Ini adalah konsep yang paling mendasar untuk diadopsi dalam metodologi ini. Pemahaman ini membantu insinyur untuk mengidentifikasi fungsi produk / proses yang jatuh dengan pengguna yang dituju dan tidak diinginkan.
2. Blok diagram dari produk / proses diciptakan dan dikembangkan. Diagram menunjukkan komponen utama atau langkah-langkah proses sebagai blok, mengidentifikasi hubungan mereka yaitu, input, fungsi dan output dari desain. Diagram menunjukkan hubungan logis dari komponen dan menetapkan struktur untuk FMEA. Diagram blok harus selalu disertakan dalam bentuk FMEA. 3. header pada formulir FMEA selesai. Bentuk FMEA termasuk nama bagian / proses, tanggal Model, tanggal revisi, dan tanggung jawab.
4. Item / fungsi tercantum secara logis dalam bentuk FMEA, berdasarkan diagram blok.
5. Kemudian mode kegagalan diidentifikasi. Sebuah modus kegagalan didefinisikan dimana komponen, subsistem, sistem, dan proses berpotensi gagal memenuhi maksud desain.
6. Sebuah modus kegagalan dalam satu komponen dapat menyebabkan kegagalan dalam lain. Setiap kegagalan harus tercantum dalam istilah eknis. Daftar yang harus dilakukan component- atau proses-bijaksana.
7. Kemudian efek dari setiap mode resiko / kegagalan dijelaskan. Hal ini dilakukan sebagai dirasakan oleh pelanggan internal dan eksternal. Contoh efek resiko / kegagalan dapat mencakup cedera pada pengguna, lingkungan, peralatan, dan kinerja terdegradasi. Kemudian peringkat numerik ditugaskan untuk setiap risiko atau kegagalan. Hal ini tergantung pada tingkat keparahan efek. Umumnya, dalam skala, No.1 digunakan untuk mewakili tidak berpengaruh dan 10 untuk
menunjukkan kegagalan sangat parah, sistem operasi dan user mempengaruhi. Dengan ini, kegagalan dapat diprioritaskan dan risiko kritis nyata dapat diatasi pertama.
8. Kemudian penyebab setiap mode kegagalan harus diidentifikasi. Penyebab didefinisikan sebagai kelemahan desain yang menghasilkan kegagalan. Penyebab potensial untuk setiap mode kegagalan diidentifikasi. Penyebab potensial, misalnya, mungkin torsi yang tidak tepat atau kontaminasi atau pemuatan berlebihan atau getaran eksternal.
9. Kemungkinan faktor yang menunjukkan frekuensi kejadian dianggap. Sebuah weightage numerik dapat ditugaskan untuk setiap penyebab tergantung pada kemungkinan terjadinya. Sebuah skala standar yang digunakan, 1 indocating 'nol kemungkinan' dan 10 menunjukkan 'tak terelakkan'
10. Desain atau mekanisme proses telah diidentifikasi, yang dapat mencegah penyebab kegagalan atau mendeteksi kegagalan, sebelum mencapai pelanggan. Dengan demikian, tim harus mengidentifikasi tes, analisis, pemantauan dan teknik lain untuk mendeteksi risiko atau kegagalan. Sebelumnya tidak terdeteksi atau kegagalan tak dikenal mungkin muncul ketika produk / proses baru diperkenalkan. Oleh karena itu, FMEA harus update dan rencana yang diperlukan untuk penghapusan risiko atau kegagalan harus ditarik.
11. Assesment dari deteksi dilakukan dengan menetapkan weightage numerik. Nilai 1 menunjukkan kontrol desain tentu akan mendeteksi penyebab potensial, 10 menunjukkan kontrol desain tidak akan mendeteksi penyebab atau mekanisme. Sebuah cale 1 yang normal - 10 digunakan.
12. Risk Priority Number (RPN) dihitung dan Ulasan. RPN = Severity × probabilitas × deteksi
Hal ini digunakan untuk memprioritaskan modus kegagalan dan dilihat sebagai ukuran relatif dari isiko desain.
13. tindakan Direkomendasikan bertekad untuk mengatasi risiko potensial atau kegagalan dengan RPN tinggi.
14. Validasi ulang setiap tindakan dengan menilai kembali keparahan, probabilitas dan deteksi anad review RPN revisi. Periksa tindakan lebih lanjut diperlukan. FMEA harus diperbarui dan ketika desain atau proses yang dimodifikasi atau diubah.
B. TAHAP FMEA
Tahap 1: mengidentifikasi kemungkinan dan mendefinisikan ruang lingkup. Ini mencakup fungsi, modus kegagalan yang mungkin, penyebab dan dampak dari modus kegagalan dan deteksi / pencegahan modus kegagalan.
Tahap 2: Mengukur volume risiko yang terlibat dari mode kegagalan diidentifikasi. Ini termasuk kemungkinan penyebab dan terjadinya, tingkat keparahan efek dan efektivitas pengendalian untuk mencegah penyebab, penilaian RPN.
Tahap 3: Klasifikasi keparahan efek dan solusi untuk penyebab risiko tinggi. Berdasarkan RPN, mengutamakan kerja, menunjukkan detailes tindakan dan menetapkan tanggung jawab dan target waktu penyelesaian untuk tim.
Tahap 4: revalidation dari prosedur di atas, setelah tindakan korektif dan pencegahan dilaksanakan. Periksa apakah data target dan kerja terpenuhi. Meninjau RPN dan memutuskan apakah tindakan lebih lanjut diperlukan.
Bagian atas dokumen disebut header dan terutama digunakan untuk pelacakan. Kecuali kolom pertama lembar kerja, semua rincian lainnya tetap sama. Header meliputi berikut:
Model no: itu termasuk nama dan nomor identifikasi sistem, sub-sistem atau komponen untuk menghindari kebingungan antara komponen yang sama.
Disusun oleh: Rincian seperti nama, nomor telepon, alamat personil harus dimasukkan dalam ruang untuk klarifikasi, jika ada.
Tanggung jawab: Tim incharge desain atau proses harus dimasukkan. Hal ini juga termasuk perusahaan atau departemen orang atau kelompok yang bertanggung jawab untuk menyiapkan dokumen. Ini adalah lembar kerja umum yang dapat digunakan baik untuk desain FMEA dan proses FMEA. Dalam desain FMEA, poin berikut ini harus dimasukkan: nama dan jumlah item, daftar fungsi item (sistem atau sub-sistem atau komponen-bijaksana), Lingkungan dimana sistem beroperasi. Dalam proses FMEA, deskripsi proses, daftar proses dan tujuan lengkap proses harus dimasukkan.
Tim FMEA: Nama-nama individu yang bertanggung jawab dan departemen yang memiliki kewenangan untuk melakukan tugas disertakan.
Tanggal FMEA: Tanggal FMEA asli disusun harus dimasukkan. Dalam kolom revisi tanggal revisi terbaru dimasukkan.
3. Fault-tree Analysis
Fault Tree Analysis (FTA) merupakan suatu teknik yang dapat digunakan untuk memprediksi atau sebagai alat investigasi setelah terjadinya kecelakaan dengan melakukan analisis proses kejadian. FTA nantinya akan menghasilkan penilaian kuantitatif dari probabilitas kejadian yang tidak diinginkan.
FTA merupakan metode yang paling efektif dalam menemukan inti permasalahan karena dapat menentukan bahwa kerugian yang ditimbulkan tidak berasal dari satu kegagalan. FTA merupakan kerangka berpikir terbalik di mana evaluasi berawal dari insiden kemudian dikaji penyebabnya. FTA berbasis teknologi logika deduktif. Kegagalan (event yang tidak diinginkan) didefinisikan awalnya, dan peristiwa (hubungan kausal) yang menyebabkan kegagalan yang diidentifikasi pada tingkat komponen yang berbeda. Metode ini dapat menggabungkan kegagalan hardware dan kegagalan manusia
4. Event-Tree Analysis
Event Tree Analysis (ETA) adalah metode yang menunjukkan dampak yang mungkin terjadi dengan diawali oleh identifikasi pemicu kejadian dan proses dalam setiap tahapan yang menimbulkan terjadinya kecelakaan. Dalam melakukan ETA, kita perlu mengetahui pemicu dari kejadian dan fungsi sistem keselamatan atau prosedur kegawatdaruratan yang tersedia untuk menentukan langkah perbaikan terhadap dampak yang ditimbulkan.
Metode ini menggambarkan urutan hasil yang mungkin timbul setelah terjadinya peristiwa awal yang dipilih. Metode ini menggunakan logika induktif. Hal ini terutama digunakan untuk analisis konsekuensi dan dalam mengidentifikasi potensi bahaya situasi yang ada dalam sistem. Ini adalah kebalikan dari FTA. FTA memungkinkan seseorang untuk memproses kembali waktu dari kecelakaan bencana memungkinkan untuk memeriksa komponen urutan dengan probabilitas kegagalan. Tapi, ETA memungkinkan pengamat untuk melanjutkan ke masa depan dari kegagalan komponen potensi kecelakaan akhir.
Contoh: Keterlambatan kerja
Peristiwa terdaftar, diatur secara kronologis, dan dalam kelompok terpisah, untuk menyertakan hanya yang relevan dan penting. Gambar menunjukkan ETA untuk event terlambat ke kantor Percabangan struktur mulai dengan event pemulai (inisiator) di sisi kiri pohon dan menyebabkan peristiwa akhir yang ditampilkan di sisi paling kanan. Urutan dimulai dengan orang yang bangun dan menjadi waktu menekan untuk mendapatkan tugas.
Orang yang memiliki tiga alternatif untuk sampai ke sana, yaitu, (a) mengendarai mobil sendiri
(b) menggunakan transportasi umum (kereta ekspres atau bus), dan (c) memanggil seorang rekan dan berbagi mobil.
Hasil alternatif ditunjukkan di bawah setiap kolom. Melacak kembali dari hasil menuju sisi kiri pohon di sepanjang jalur horizontal. Ada serangkaian cabang vertikal berlabel, Ya atau Tidak, yang terhubung ke jalur sebelumnya. Cabang-cabang vertikal mewakili respon (Ya / Tidak) untuk pertanyaan yang muncul di bagian atas pohon.
Setelah Menelusuri label pertama, masuk ke label Y / N: Apakah jalan raya jelas? Cabang atas merupakan 'Ya' yang menunjukkan bahwa jalan raya pagi itu jelas. Orang tiba pada waktunya untuk tugas. Cabang bawah mewakili 'Tidak' berarti bahwa jalan raya tidak jelas dan orang yang terlambat.
ETA adalah varian dari FTA yang dapat digunakan untuk mengeksplorasi keberhasilan dan kegagalan alternatif pada setiap tingkat. Event-tree dimaksudkan untuk menunjukkan jalan yang kita sampai di sana.. Event-tree digambarkan dalam struktur logis yang cabang dari kiri ke kanan dan hanya menggunakan gerbang OR. Sebaliknya, pohon kesalahan diatur 'atas ke bawah' hierarki dan menggunakan kedua 'AND' dan 'OR' gerbang logika
Kesalahan manusia
Kontribusi human-error pada kegagalan sistem secara keseluruhan dapat dimasukkan dalam FTA atau ETA, jika probabilitas human-error dijelaskan dalam istilah yang sama seperti kegagalan komponen dan hardware. Untuk memasukkan human-error, analisis tugas rinci pertama diperlukan, daftar tindakan yang harus dilakukan, kondisi, kecepatan operasi dan urutan benar dari tindakan individu. Setelah memungkinkan untuk penyimpangan dan faktor yang mempengaruhi kinerja individu (seperti keterampilan dan stres), dan faktor pemulihan (paling kesalahan manusia dapat dipulihkan) membentuk, kontribusi kesalahan manusia dapat diperkirakan, dengan menggunakan data pada tingkat human-error.
BAB II
KESIMPULAN
analisis risiko ialah suatu metode analisis yang meliputi factor penilaian, karakteristik, komunikasi, manajeemen dan kebijakan yg berkaitan dengan resiko tersebut.
tiga pertanyaan yang dipaparkan untuk menilai resiko:
1. Apa kesalahan yang dapat menyebabkan hasil paparan bahaya? (identifikasi dan karakterisasi risiko) 2. Berapa besar
kemungkinan hal ini terjadi? (kuantifikasi risiko, kemungkinan, dan besarnya)
3. jika hal itu terjadi, apa akibatnya? Adapun langkah-langkah dalam analisis resiko TI, sebagai berikut:
1. Identifikasi karakteristik sistem (system characterization)
3. Identifikasi kerawanan/kelemahan (vulnerability determination)
4. Analisis kontrol (control analysis)
5. Pengenalan kecenderungan (likelihood determination)
6. Analsis dampak (impact analysis)
7. Pengenalan risiko (risk determination)
8. Rekomenfasi kontrol (control recommendation)
9. Dokumentasi (result documentation)
FMEA adalah salah satu alat kualitatif, di mana suatu bagian atau suatu proses yang mungkin gagal
memenuhi suatu spesifikasi, menciptakan cacat atau ketidaksesuaian dan dampaknya pada pelanggan bila mode kegagalan itu tidak dicegah atau dikoreksi.
FMEA didefinisikan sebagai alat yang sistematis untuk
(a) mengidentifikasi mode kegagalan yang mungkin dalam produk / proses,
(b) untuk memahami mekanisme kegagalan (proses yang mengarah ke kegagalan), (c) analisis risiko, dan
(d) rencana aksi penghapusan atau pengurangan mode kegagalan.
Fault Tree Analysis (FTA) merupakan suatu teknik yang dapat digunakan untuk memprediksi atau sebagai alat investigasi setelah terjadinya kecelakaan dengan melakukan analisis proses kejadian.
Event Tree Analysis (ETA) adalah metode yang menunjukkan dampak yang mungkin terjadi dengan diawali oleh identifikasi pemicu kejadian dan proses dalam setiap tahapan yang menimbulkan terjadinya
kecelakaan
Pengembangan nanoteknologi atau teknologi rekayasa zat bersekala nanometer belumlah tergolong lama. Orang yang pertama kali menciptakan istilah “nanoteknologi” adalah Profesor Nario Taniguchi dari Tokyo Science University pada tahun 1940. Ia mulai mempelajari mekanisme pembuatan nanomaterial dari kristal kuarts, silikon dan keramik alumina dengan menggunakan mesin ultrasonik. Komersialisasi (potensi penerapan nanoteknologi sesungguhnya tidak hanya pada piranti mikroelektronik saja tetapi juga pada berbagai industri membuka peluang aplikasi bahan dan teknologi nano di berbagai bidang, yakni pada produk makanan, kemasan, mainan anak, peralaatan rumah / kebun, kesehatan, kebugaran, obat-obatan, tekstil, keramik dan kosmetik.
Material berskala nano merupakan material yang sangat atraktif kerena memiliki sifat-sifat yang sangat berbeda dibandingkan dengan yang diperlihatkan pada skala makroskopisnya. Terdapat berbagai fenomena quantum atraktif yang timbul sebagai akibat pengecilan ukuran material hingga ke dimensi nano. Logam platina meruah yang dikenal sebagai material inert dapat berubah menjadi
material katalitik jika ukurannya diperkecil mencapai skala nano. Material stabil, seperti aluminium, menjadi mudah terbakar, bahan-bahan isolator berubah menjadi konduktor (Karna, 2010). Sehingga dengan nanoteknolgi maka setiap bahan atau material akan memungkinkan pengurangan berat disertai dengan peningkatan stabilitas dan meningkatkan fungsionalitas.
Berbagi Jenis Industri sudah mulai menerapkan teknologi nano untuk pengembangan produknya. Sebagai studi awal telah dilakukan kajian trend pengembangan industri nano teknoklogi global untk memilih industri di antara klaster-klaster industri tersebut. Berbagau kebijakan di negara maju memberikan gambaran bahwa pemerintah sangat aktif berperan memeajukan nanoteknologi di negaranya dengan invensi melalui berbagi kebijakan dan suntikan dana yang sangat besar untuk research dan Development dan implementasi nanoteknologi di industri nasionalnya. Dari analisis eksternal di luar negeri terlihat kecenderungan aplikasi nanoteknologi pada industri di Eropa berdasarkan potensi dan kebutuhan pasar adalah
1. Kesehatan dan ilmu Hayati
2. Teknologi komunikasi dan Informasi 3. Kimia
1.1 Rumusan Masalah
Apa yang dimaksud dengan nanoteknologi
Perkembangan nanoteknologi
Apa yang dimaksud dengan nanosains
Motivasi dalam mempelajari nanoteknologi
1.2 Tujuan dan Manfaat
Kita dapat mengetahui nanoteknologi itu
Mengetahui cara mempelajari nanosains
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Nanosains dan Nanoteknologi
Salah satu ilmu pengetahuan yang sedang berkembang dengan pesat saat ini adalah nanosains. Sesuai dengan namanya, nanosains adalah ilmu dimana manusia berusaha untuk mempelajari berbagai gejala-gejala alam yang berukuran nanometer. Perlu diketahui bahwa 1 nanometer sama dengan 10-9meter. Sebagai ilustrasi ukuran nanometer ini, jika dianggap
bahwa jari-jari
bumiiniadalah1meter,makajari-jarisepakbolaadalahsekitar1nanometer.Berbagaicontoh
gejalamaupunobyekalamyangberadapadaukurannanometer,diantaranyaadalahprotein
sintesis[Gambar1(a)],partikelvirus[Gambar1(b)],partikeltitaniumdioksida/platinum[Gambar 1(c)], dan carbon nanotube [Gambar 1(d)].
(a) (b) (c) (d)
Gambar 1: Berbagai gejala dan obyek alam yang memiliki ukuran dalam orde nanometer. (a) protein sintesis[1,2], (b) partikel virus dalam formasi icosahedral, (c) partikel platinum [tanda panah] yang berada pada lapisan titanium dioksida, (d) carbon nanotube dengan dinding tunggal.
Berbagai gejala dan obyek fisis dalam orde nanometer di atas tidak dapat diamati tanpa adanya alat bantu pengamatan. Dengan demikian, dunia yang ditempati oleh gejala dan obyek fisis
tersebut berada dalam dunia submikroskopik. Lebih lanjut lagi, perilaku fisis dan kimiawi dalam dunia submikroskopik berbeda dengan perilaku dalam dunia makroskopik. Jika dunia makroskopik dapat dibahas melalui hukum Newton dan teori relativistik, dunia mikroskopik tidak lagi sesuai dengan hukun Newton. Oleh karena itu, diperlukan sebuah konsep yang dapat menangani gejala alam yang berada dalam ukuran submikroskopik. Konsep yang dapat digunakan tidak lain adalah mekanika kuantum. Dengan demikian, secara konseptual, nanosains dan nanoteknologi tidak terlepas dari mekanika kuantum.
Nanoteknologi dapat didefinisikan sebagai aplikasi nanosains dalam berbagai bidang kehidupan. Menurut [1], nanoteknologi didefinisikan sebagai rekayasa dalam pembuatan material, fungsional, maupun piranti dalam skala nanometer.
2.2 Motivasi dalam Mempelajari Nanosains dan Nanoteknologi
Permasalahan yang selanjutnya layak dibahas adalah keunikan gejala-gejala alam di tingkat nanometer. Keunikan inilah yang menyebabkan nanoteknologi menarik untuk dikembangkan. Sebagaimana dijelaskan di atas, gejala alam dengan skala nanometer berada dalam dunia mikroskopik. Telah diketahui sejak awal abad keduapuluh bahwa dunia mikroskopis memiliki perilaku yang berbeda dengan dunia makroskopis. Oleh karena itulah, fisika klasik, termasuk di dalamnya mekanika Newton, thermodinamika, dan elektrodinamika klasik tidak cukup untuk menjelaskan berbagai fenomena yang terjadi di alam mikroskopis. Keberadaan mekanika kuantum memberikan landasan yang memadai untuk menjelaskan berbagai fenomena mikroskopis. Dalam dunia mikroskopis, sifat fisika, kimia, dan bahkan biologi berubah drastik. Selain itu, sifat magnetik, listrik, dan optis material menjadi unik. Dalam dunia mikroskopis ini pulalah terjadi berbagai mekanisme biologis yang penting. Selain itu, akan menjadi menarik untuk
mengkonstruksi suatu alat mekanis pada ukuran mikroskopis. Dengan demikian, terdapat suatu skala panjang kritis dimana terjadi perubahan sifat yang drastik pada skala mikroskopis.
Gambar 2 di atas menunjukkan sifat mekanik yang diinginkan dari suatu material atau bahan yang bergantung pada ukuran partikel bahan atau material tersebut. Dapat diamati dari Gambar 2 bahwa sifat-sifat mekanis yang paling besar (maksimum) terjadi ketika ukuran paritkel adaladah sangat halus,
mendekati ukaran nanometer. Semakin besar ukuran partikel, yakni pada skala micrometer ke atas, sifat-sifat mekanis yang diinginkan justru berkuang
Sedangkan, ukuran partikel yang lebih kecil daripada skala nanometer, justru menghasilkan bahan amorphous.
Sifat fisis lainnya yang menarik adalah sifat optis material nano. Sifat optis ini bergantung pada ukuran partikelnya. Hal ini dapat diamati dari Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3. Sifat optis bahan nano
bergantung pada ukuran partikelnya.
Semakin besar
ukuran partikel (anak panah ke kanan), maka emisi hasil uji UV akan bergeser ke arah warnamerah (panjang gelombang makin besar).
Sifat magnetik bahan nano[3] dapat digunakan untuk teknologi kedokteran masa depan. Ukuran partikel nano yang lebih kecil daripada pembuluh darah dapat dimanfaatkan untuk memandu obat-obatan tertentu agar sampai sasaran di dalam tubuh. Pertama, partikel nano disuntikkan ke dalam partikel-partikel obat. Selanjutnya, menggunakan kendali medan magnet di luar tubuh, partikel obat ini dapat dikendalikan sampai ke jaringan penyakit. Hal ini dapat diamati pada Gambar 4. Lebih daripada itu, partikel nano ini dapat digunakan sebagai terapi untuk mematikan sel-sel penyakit dengan cara menyusupkan material nano ke dalam sel penyakit dan kemudian menerapkan medan magnet yang berubah-ubah pada bahan nano tersebut.
Gambar 4. Material Nano yang dimasukkan ke dalam material obat sifat magnetik partikel nano digunakan untuk mengarahkan obatn ke jaringan tertentu
Penjelasan sederhana di atas merupakan sebagian kecil saja dari berbagai motivasi untuk mempelajari nanosains dan nanoteknologi. Berbagai hal lain yang menarik tentang nanosains dan nanoteknologi belum tersentuh dalam artikel ini. Deskripsi di atas hanya menunjukkan sebagian dari sifat-sifat fisika yang menarik tentang material nano. Tentu saja, terdapat berbagai hal lainnya yang menarik dari diamati dari sifat-sifat kimia dan biologi.
2.3 Nanoteknologi Bersifat Interdisipliner
Satu kenyataan yang unik tentang nanoteknologi adalah jangkauan keilmuannya yang bersifat interdisipliner. Satu bidang kajian terkait dengan bidang kajian lainnya. Sebagai contohnya, ilmu fisika terkait dengan ilmu kimia untuk menghasilkan berbagai aplikasi dalam bidang medis, alat rumah tangga, militer, dan lainnya. Ilmu-ilmu fisika dan biologi saling berkaitan untuk menghasilkan teknologi di bidang lingkungan hidup. Sedangkan ilmu kimia dan biologi saling berkaitan untuk menghasilkan kemajuan di bidang kosmetik. Dengan demikian, jangkauan nanosains dan nanoteknologi sebenarnya sangat luas.
2.4 Aplikasi Nanoteknologi
Akibat perkembangannya yang amat cepat, aplikasi nanoteknologi dapat digolongkan menjadi tiga bagian, yakni (i) nanoteknologi bertahap, (ii) nanoteknologi evolusioner, dan (iii) nanoteknologi radikal. Nanoteknologi bertahap adalah aplikasi nanoteknologi yang bersifat jangka pendek. Berbagai penemuan yang cepat terjadi dan dalam jangka waktu yang tidak terlalu lama.
Nanoteknologi evolusioner adalah aplikasi nanoteknologi yang belum terwujudkan dalam jangka pendek. Dengan demikian, saat ini masih dalam tahap penelitian. Sedangkan nanoteknologi radikal adalah berbagai kemungkinan aplikasi yang di masa depan juga nampak tidak memungkinkan. Di bawah ini akan dibahas tentang berbagai aplikasi nanoteknologi yang bertahap da evolusioner. Namun demikian, perlu dicatat pula bahwa sebelum perkembangan pesat nanoteknologi seperti saat ini, masyarakat jaman dahulu secara tidak sengaja telah menggunakan nanoteknologi dalam kehidupannya. Pada abad ke-10 sampai akhir tahun 1750, pedang- pedang yang diproduksi di Damaskus telah mengandung silinder nano karbon (carbon nanotubes). Para empu pedang tersebut tidak menyadari bahwa mereka telah mengaplikasikan nanoteknologi.
2.4.1 Elektronika
Aplikasi nanoteknologi di bidang elektronika bertumpu pada apa yang disebut sebagai single electron devices (divais elektron tunggal). Ini adalah berbagai divais yang berbasis pada hanya satu atau beberapa elektron saja. Elektron-elektron ini dapat dikendalikan dan diatur sepenuhnya.
Tujuan utama aplikasi nanoteknologi di bidang elektronika adalah meningkatkan tenaga, kapasitas, dan kecepatan alat beberapa kali lipat dari yang ada sekarang ini. Pada prinsipnya, aplikasi ini merupakan aplikasi yang evolusioner, yang hampir menjadi produk untuk konsumen. Sebagai contoh, untuk komputer, perakitan berbasis nanoteknologi akan dilakukan secara bottom up.Dengan demikian, hasil yang diharapkan antara lain, ukuran chips yang 3 sampai 4 kali lebih kecil, daya dengan 2 sampai 3 kali lebih besar, dan tidak diperlukan start up time (no start up time). Lebih khusus lagi, untuk prosesor komputer, transistornya akan dibuat menggunakan tabung nano karbon yang memiliki arus dengan nilai dua kali lipat arus saat ini. Dengan demikian, diharapkan kinerja dari prosesor akan bertambah baik, sedangkan kebocoran makin kecil. Selain itu, memori komputer akan dirancang menggunakan nanodot (titik nano) berbasis nikel. Akibatnya, kapasitas simpanannya diharapkan dapat mencapai orde terabyte, sedangkan pengepakannya dapat lebih berdekatan karena mereka berperilaku sebagai bagian-bagian yang berdiri sendiri.
Nanoteknologi dalam bidang militer terkait dengan aplikasi ilmu-ilmu fisika, kimia, dan biologi. Salah satu Negara yang sedang mengembangkan nanoteknologi di bidang militer adalah Amerika Serikat. Militer Amerika Serikat menggunakan peralatan elektronik dalam kesehariannya. Penginderaan di malam hari dan sensor suhu digunakan oleh tentara, pilot pesawat terbang, dan pesawat terbang tanpa awak. Nanoteknologi memberikan memberikan keuntungan bagi militer Amerika Serikat.
Inti dari penginderaan malam hari (night vision) adalah adalah lempeng microchannel
(microchannel plate-MCP). Elektron-elektron akan melewati ribuan microchannel yang nantinya akan melipatgandakan jumlah elektron. Selanjutnya elektron-elektron tersebut akan melewati layar fosfor. Ilustrais penginderaan malam hari dapat diamati pada Gambar 5 di bawah ini.
(a)(b)
Gambar 5. Teknologi penginderaan di malam hari. (a) Mekanisme berkas elektron bergerak sepanjang alat
night vision. (b) Hasil kenampakan suatu daerah jika diteropong melalui alat night vision. 2.4.3 Industri Mobil
Aplikasi nanoteknologi dalam industri automotif terkait dengan berbagai hal antara lain: (i) pelapisan (coating) pada badan (body) mobil, (ii) aplikasi struktural, (iii) produk- produk di pasaran, dan (iv) aplikasi-aplikasi potensial lainnya. Pelapisan pada body mobil menggunkan nano partikel akan memberikan berbagai keuntungan di antaranya, tiga kali lebih tahan terhadap goresan dan kecemerlangan yang lebih lama. Tujuan dari aplikasi struktural dalam industri atutomotif adalah untuk mengurangi massa dari mobil tetapi tetap cukup kuat untuk menopang kerangka mobil. Hal ini akan berakibat pada makin hematnya penggunaan bahan bakar mobil. Pelapisan pada pelindung angin (windshield) dapat menolak hujan, serangga, kotoran burung, cat semprot, ataupun
cairan lainnya. Pemurni udara dalam mobil dapat membersihkan udara melalui reaksi fotokalitik. Sebuah aplikasi potensial nanoteknologi adalah pada pendingin mesin.
Pendinginmesinberbasisnanopartikelakanmemberikanthermalkondutivitasyang lebihbesarsehinggatransferpanasakanlebihbaik.Bebagaiaplikasinanoteknologipada industri automotif dapat diamati pada Gambar 6 di bawah ini.
Gambar 6. Berbagai aplikasi nanoteknologi dalam industri automotif.
2.4.4 Industri Konveksi
Nanoteknologi dapat diaplikasikan pula pada industri konveksi (kain). Berbagai aplikasi nanoteknologi dalam industri konveksi antara lain, (i) tahan terhadap tumpahan dan kotoran, (ii) tahan air, (iii) tahan bau, dan (iv) kemampuan untuk menghantarkan listrik. Suatu bahan kain dapat dilapisi dengan serat polyester yang mengandung filament- filamen nanosilikon. Lapisan filament nanosilikon memiliki sifat hidrofobik (tidakmenyukai air). Akibatnya, bahan kain ini akan mencegah air untuk membasahi bahan.
Gambar 7. Aplikasi nanoteknologi pada industri
kain. Bahan kain yang dilapisi filamen-filamen
nanosilikon akan menahan air sehingga
1
1 Modul Bahan Ajar
2.4.5 Nanomaterial anti refleksi
Lapisan berskala nano juga dapat diberikan pada bahan optis seperti kaca atau kacamata sehingga bahan tersebut kemampuan anti refleksi terhadap cahaya matahari maupun sinar infra merah.
2
2 Modul Bahan Ajar
BAB III
PENUTUP
3.1KesimpulanTelah dibahas di atas tentang pengertian nanosains dan nanoteknologi. Selanjutnya, telah dibahas motivasi untuk mempelajari dan mengembangkan nanosains. Terakhir, telah dibahas berbagai aplikasi nanoteknologi di berbagai bidang, yakni: elektronika, militer, industri automotif, dan industri konveksi. Tentu saja masih banyak lagi aplikasi nanoteknologi dalam kehidupan manusia. Oleh karenanya, masih diperlukan bebagai penelitian untuk mengembangkan nanosains untuk kesejahteraan manusia di bumi.
3
3 Modul Bahan Ajar
