REVIEW ARTIKEL NANOMATERIAL

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Maulida K

K3316036|

(7)

Nanomaterials: a review of the definitions, applications, health effects.

How to implement secure development

Pendahuluan

Nanomaterial merupakan salah satu bidang penelitian yang sangat menarik untuk dikembangkan. Hingga saat ini, nanomaterial terus memberikan banyak kontribusi positif dalam berbagai bidang kehidupan. Nanomaterial beserta barang barang yang berhasil diproduksi dapat merepresentasikan penelitian sains yang sangat berpengaruh dalam sektor industri dan ekonomi.

Teknologi nano memberikan peluang, harapan, dan manfaat yang besar di masa depan dengan berbagai inovasi yang ditemukan. Di sisi lain, produksi barang barang dengan nanomaterial harus mempertimbangkan efek negatif yang ditimbulkan baik dari segi kesehatan maupun lingkungan. Oleh karena itu perlu dilakukan hal hal yang dapat mencegah atau mengurangi bahaya dari nanomaterial.

Definisi

ISO mempublikasikan secara resmi mengenai nanomaterial pada September 2008 yaitu nanomaterial merupakan materi dengan dimensi eksternal apa pun dalam skala nano (rentang ukuran dari sekitar 1 - 100 nm) atau memiliki struktur internal atau struktur permukaan dalam skala nano. Sekitar tahun 2010 Kementrian Kesehatan Kanada mengemukakan tentang nanomaterial hampir sama dengan ISO, mereka menambahkan 2 konsep spesifik yaitu nanomaterial dapat dibedakan berdasarkan sifat fisika maupun kimia setiap atom, molekul, dan materi. Di sisi lain, nanomaterial dapat dibedakan berdasarkan tehnik, control, dan proses pembuatan barang barang nano. Pada tanggal 1 Januari 2011, NICNAS (The National Industrial Chemicals Notifications and Assessment Scheme is the Australian Government regulatory scheme for industrial chemical) menetapkan cakupan nano yaitu objek dengan ukuran 1-100 nm.

Selain itu, NICNAS mempertimbangkan dua ekstensi dari bidang nano yaitu agregat atau materi yang menggumpal dianggap sebagai nano berstruktur dan bahan yang ukuran distribusi komponen mengandung setidaknya 10% dari partikel skala nano dianggap sebagai nanomaterial.

(8)

Keadaan Produksi Industri

Juli 2008 ANSES (French Agency for Sanitary Security of the Environment and the Workplace) mempublikasikan penelitian yang menunjukkan produksi tahunan di Prancis meliputi:

 485000 ton silika oleh 1300 pengguna

 469000 ton alumina dari 1000 pengguna

 300000 ton kalsium karbonat,

 240000 ton karbon hitam oleh 280 pengguna

 250000 ton membentuk titanium dioksida sub-mikronik dan 10000 ton sebagai nanopartikel yang melibatkan 270 pengguna

 10 tonkarbon nanotube yang melibatkan 10 pengguna

Data tersebut menunjukkan produksi tahunan di Perancis sebagai bahan pembuatan barang barang nanomaterial. Produksi bahan bahan tersebut jelas menimbulkan pencemaran baik antropogenik maupun non-antropogenik. Sumber lain menyebutkan produksi sulfat baik dari alam maupun antropogenik mencapai 3,3 juta toh per tahun. Produksi nanopartikel dari hidrokarbon mencapai 1,3 juta ton per tahun. Tonase nanopartikel yang dihasilkan dari proses alami degradasi organisme biologis diperkirakan sekitar 0,6 juta ton. Hal tersebut menyebabkan bertambahnya 20.000 ton debu kosmik Hal yang perlu diperhatikan adalah emisi non- antropogenik dari nanomaterial karena dibutuhkan dalam ekstrasi untuk produksi barang barang nanomaterial.

(9)

Aplikasi Nanomaterial N

O

NANOMATERIAL BIDANG APLIKASI

1 Nanokeramik  Penentuan stuktur komposit material

 Aplikasi fotokatalistik

 Mikroelektronika Kimia

 Komponen anti UV, dll.

2 Nanometalik  Katalis antimikroba

 Sebagai lapisan konduktif dari layar atau sensor 3 Nanoporous  Aerogel untuk insulasi termal di bidang elektronik,

optik dan katalisis

 Di bidang medis untuk melacak atau bahkan aplikasi jenis implan

4 Nanotube  Nanokomposit konduktif listrik

 Bahan struktural

 Nanotube berdinding tunggal untuk aplikasi di bidang elektronik seperti layar

5 Nanomaterial besar  Komponen struktural untuk industri aerospace, otomotif, pipa untuk industri minyak dan gas, olahraga atau bahkan industri anti-korosi

6 Dendrimer  Di bidang medis digunakan untuk pendeteksi yang bekerja cepat, untuk pengobatan kanker.

7 Quantum Dots  Optoelektronik (layar)

 Sel fotovoltaik

 tinta dan cat untuk aplikasi pendeteksi anti-pemalsuan 8 Fullerene  Nanokomposit di bidang olahraga dan kosmetik

 Obat anti-virus HIV

9 Nanowires  Lapisan konduktif layar atau sel surya dan perangkat elektronik

Tabel cakupan nanomaterial berdasarkan tipe nanomaterial menurut Directorate General of industry, technologies of information and the Department of Finance (DIGITIP), Perancis.

(10)

Tingkat Toksisitas dan Ekotoksisitas

Nanomaterial memberikan kontribusi positif di berbagai bidang. Namun di sisi lain dapat menimbulkan polusi atmosfer yang membahayakan kesehatan manusia. Di bidang penelitian toksikologi dan / atau eko-toksikologi, efek partikel dianggap berkorelasi antara massa produk dengan hewan atau manusi yang terkena. Semakin besar massa yang diserap maka semakin besar efek yang ditimbulkan.

Dalam kasus nanopartikel, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat toksisitas dalam tubuh manusia meliputi:

 Luas permukaan spesifik

 Jumlah partikel,ukuran dan distribusi ukuran

 Konsentrasi

 Keadaan permukaan (kontaminasi, muatan listrik)

 Tingkat aglomerasi partikel dan lokasi pengendapan di paru-paru

 Muatan listrik permukaan

 Bentuk, porositas, struktur kristal

 Potensi daya tarik elektrostatik

 Metode untuk sintesis partikel

 Karakter hidrofobik / hidrofobik

 Modifikasi pasca-sintesis

Kontaminasi logam dalam tubuh manusia juga dapat meningkatkan pembentukan radikal bebas. Selain itu, pelarutan lambat beberapa nanopartikel atau beberapa komponennya dalam tubuh dapat menjadi elemen utama yang menentukan toksisitasnya.

Terdapar 2 jenis mekanisme yang menimbulkan efek toksisitas nanomaterial, yaitu:

a. Induksi stres oksidatif

Nanomaterial logam dapat menghasilkan jumlah oksigen reaktif dalam jumlah yang signifikan (masih disebut radikal bebas) di permukaannya atau menyebabkan produksi yang berlebih di dalam sel. Molekul-molekul ini memiliki reaktivitas biologis yang tinggi, dan dapat merusak dinding sel sehingga dapat menginduksi reaksi peradangan,

(11)

dan fibrosis. Selain itu, nanomaterial logam dapat mempengaruhi DNA membentuk sel kanker.

b. Adsorpsi permukaan molekul aktif secara biologis

Nanomaterial memiliki sifat permukaan yang spesifik sehingga dapat menyerap molekul aktif biologis yang diperlukan untuk pertumbuhan sel, Hal ini dapat menyebabkan kerusakan sel bahkan menimbulkan kematian. Selain itu, berdasarkan penelitian pada hewan, paparan beberapa karbon nanotube tertentu dapat menyebabkan kerusakan yang setara dengan efek yang ditimbulkan oleh asbes.

Efek Toksisitas pada Lingkungan

 Mengancam spesies pelagis

 Efek pada spesies sedimen

 Efek pada tanah

 Efek pada spesies terrestrial

 Efek pada mikroorganisme Cara Mencegah

Hingga saat ini, penelitian mengenai pencegahan dampak nanomaterial masih sangat minim.

Salah satu jurnal menyebutkan dampak toksisitas dan ekotoksisitas dapat dicegah dengan menerapkan prinsip STOP (Substitution, Technologies, Organization, Individual Protection).

a. Substitution

 Mengganti zat beracun (bahan partikel dasar) dengan zat yang kurang beracun,

 Mengubah sifat fisik material,

 Mengubah jenis aplikasi: pendekatan ini berkaitan dengan penggantian aplikasi pada bubuk atau semprotan cairan (pembentukan aerosol) dengan aplikasi dalam fase cair.

 Menghilangkan nanopartikel yang tidak dibutuhkan

 Mengoptimalkan peralatan dan proses.

b. Technologies

Menerapkan langkah-langkah perlindungan teknis yang dirancang sebaik mungkin,untuk meningkatkan proteksi terhadap pekerja pembuatan nanomaterial sehingga menghilangkan paparan bahaya

(12)

c. Organization

Mengatur produksi barang nanomaterial sedemikian rupa untuk meningkatkan proteksi terhadap pekerja dan menciptakan lingkungan kerja yang aman

d. Individual Protection

Merupakan perlindungan diri yang harus diperhatikan pekerja seperti perlindungan fisik.

Sumber Referensi:

E. Gaffet. Nanomaterials: a review of the definitions, applications, health effects. How to implement secure development. Site de Sévenans (UTBM) – F90010 Belfort Cedex – France.

[email protected]

Riwayati, I. (2008). Analisa Resiko Pengaruh Partikel Nano Terhadap Kesehatan Manusia. Momentum, 4(2).