Annisa Salsabila
1206218070 Tugas Kimia Lanjut
Pengertian Nanoteknologi
Nanoteknologi atau nanosains adalah ilmu pengetahuan dan teknologi pada skala nanometer, atau sepermilyar meter. Nano teknologi merupakan suatau teknologi yang dihasilkan dari pemanfaatan sifat-sifat molekul atau struktur atom apabila berukuran nanometer. Jadi apabila molekul atau struktur dapat dibuat dalam ukuran nanometer maka akan dihasilakan sifat-sifat baru yang luar biasa. Sifat-sifat baru inilah yang dimanfaatkan untuk keperluan teknologi, sehingga teknologi ini disebut nano teknologi. Sebelum membahas lebih jauh tentang nano teknologi perlu dibahas tentang apa yang dimaksud dengan atom, molekul dan elektron dan bidang ilmu yang berkaitan dengan nano teknologi.
Istilah “nanoteknologi” dikenalkan pertama kali oleh Norio Taniguchi dalam presentasi konferensi tahun 1974 yang berjudul “Konsep Dasar NanoTeknologi”. Nanoteknologi berdampak di bidang ilmu pengetahuan dan kerekayasaan serta setiap sisi kehidupan manusia sebagaimana yang kita ketahui dalam dekade pertama abad ke-21 ini.
Nanoteknologi mencakup pengembangan teknologi dalam skala nanometer, biasanya 0,1 sampai 100 nm (satu nanometer sama dengan seperseribu mikrometer atau sepersejuta milimeter). Istilah ini kadangkala diterapkan ke teknologi sangat kecil. Artikel ini membahas nanoteknologi, ilmu nano, dan nanoteknologi molekular ”conjecture”.
Produk Nanoteknologi dalam Material Konstruksi Sipil yang Ada di Pasaran Teknologi Nano Gandakan Kekuatan Beton
Menurut Peneliti dari Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Indonesia memiliki potensi silika hingga miliaran ton. Bahan tersebut dapat ditemukan di berbagai tempat seperti pantai, pegunungan, dan lain-lain sehingga dapat diperoleh dengan mudah dan murah. Untuk mengolah silika telah dipatenkan alat pengolah khusus ball mill. Alat ini yang menghancurkan mineral tersebut hingga berukuran nanometer (sepermiliar meter).
Nanosilika harganya hanya 30 persen lebih mahal daripada semen, namun kualitasnya mencapai dua kali lipat. Produksi nanosilika dalam negeri menjadi alternatif untuk menggantikan mikrosilika yang saat ini masih diimpor dan dengan harga relatif jauh lebih mahal. Mikrosilika adalah silika yang digiling dengan peralatan penggilingan biasa sebagai bahan konstruksi beton. Namun nanosilika diproses dengan ball mill yang hasilnya menjadi lebih halus lagi sehingga menjadi lebih kuat.
Di masa depan harapannya konstruksi sipil seperti bangunan, jembatan, terowongan, bahkan bangunan di dalam laut menjadi lebih murah dan sederhana dengan nanosilika.
Penerapan Nanoteknologi pada Baja
Riset dan pengembangan teknologi nano untuk material baja yang dilakukan oleh negara Jepang merupakan riset pertama kali di dunia. Riset ini dikenal dengan nama STX-21 yang dilakukan oleh National Institute for Materials Science (NIMS), dan Supermetal Project dikoordinir oleh New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO). Untuk STX-21, proyek besar yang telah memasuki tahapan ke dua ini dimulai sejak tahun 1997 dan mempunyai target utama yaitu
Pada umumnya, ketangguhan dan duktilitas logam akan menurun bila kekuatannya meningkat, tapi hal ini tidak berlaku untuk pengecilan butir kristal. Kekuatan dan ketangguhan akan meningkat bersamaan bila butir diperkecil.
Pengaplikasian baja hasil teknologi nano ini untuk material struktur dan konstruksi merupakan hal yang terpenting setelah keberhasilan memproduksinya. Ini adalah target pada riset dan
pengembangan baja hasil teknologi nano yang dikenal dengan baja ultra (ultra steel). Percobaan untuk mengaplikasikan baja ini dilakukan bekerjasama dengan Japanese Society of Steel Construction (JSSC). Baja yang direncanakan akan digunakan untuk bahan konstruksi dan bangunan memasuki tahap uji coba. Untuk bahan konstruksi, baja ini digunakan sebagai mur (bolt) dan bahan jembatan konstruksi baja serta untuk meningkatkan sisi ekonomis dan ketahanan.
Cara Kerja dari Bahan-Bahan Kimia pada Penerapan Nanoteknologi pada Baja
Proses konvensional TMCP yang banyak diaplikasikan di industri baja mampu memperkecil butir kristal sampai 3 mikrometer tapi besar butir ini adalah ukuran terkecil yang mampu diproduksi oleh proses ini. Prinsip proses pengecilan butir adalah (1) memperbanyak tempat nukleasi, (2)
meningkatkan daya dorong (driving force) nukleasi dan (3) menurunkan kecepatan pertumbuhan butir. Penyediaan tempat nukleasi sangat ditentukan oleh besar reduksi dan suhu proses rolling. Semakin besar reduksi dan semakin rendah suhu rolling maka semakin besar kecepatan nukleasi. Tetapi, reduksi dan suhu rolling pada proses TMCP hanya 20% dan 700~800 derajat celcius, dan hal ini yang menyebabkan limit butir kristal yang dihasilkan hanya sampai 3 mikrometer.
Teknologi nano yang mampu mengecilkan butir sampai 1mikrometer dikenal dengan Proses suhu rendah dan deformasi besar. Proses ini dilakukan pada suhu di bawah 700 derajat dan 50% reduksi setiap pass. Sekarang ini ada 3 tipe dalam proses ini, yaitu (a) pengecilan butir austenit pada suhu rendah (daerah austenit yang metastabil), (b) rekristalisasi ferit dan (c) reversi austenit oleh panas hasil deformasi. Meskipun mekanisme pengecilan butir pada setiap tipe berbeda tapi ketiganya mempunyai kesamaan yaitu reduksi yang sangat besar sehingga membuat defek yang akan menjadi tempat nukleasi, dan juga suhu rendah yang menyebabkan pemulihan defek itu terhambat.
Literatur
http://alumni-ut.com/nano-technologi/
