5.5 - Aplikasi Nanoteknologi dalam Industri

Nanosains dan Nanoteknologi

• Nanosains mengkaji pemprosesan bahan pada skala nano antara $1$ hingga $100\mathrm{nm}$.
• Nanoteknologi membangunkan bahan atau peranti dengan menggunakan sifat zarah nano.
• Contoh bahan nano ialah zarah nano emas ($10\mathrm{nm}$), helaian grafen ($1\mathrm{nm}$) dan tiub karbon nano berdiameter $5\mathrm{nm}$.
• Zarah yang amat kecil boleh menembusi kulit dengan lebih mudah dan menyalut permukaan dengan lebih sekata.

Bidang	Aplikasi
Semikonduktor dan elektronik	Semikonduktor lebih kecil dan cekap; sistem pendawaian berkonduktiviti tinggi
Tenaga dan elektrik	Sel suria lebih kecil dan cekap; bateri tahan lama
Tekstil	Fabrik kalis air, api dan kotoran; antikedut dan pelindung UV
Perubatan	Peranti ujian sangat sensitif; sistem penyampaian ubat lebih berkesan
Pertanian	Racun perosak lebih berkesan; pembajaan sangat cekap dan menyeluruh
Makanan	Bahan tambah berskala nano; pembungkusan antimikrob

Grafen

• Grafen ialah alotrop karbon, seperti berlian dan grafit, pada skala nano.

• Atom karbonnya membentuk helaian berikatan kovalen. Helaian grafen boleh membentuk grafit, tiub nano karbon dan bebola fulerena.

  

• Sifat fizik: kuat dan keras, lut sinar, kenyal, tidak telap, konduktor haba dan elektrik yang baik serta mempunyai rintangan elektrik sangat rendah.

• Sifat kimia: helaian grafen terbakar pada suhu lebih rendah daripada grafit; grafen ialah alotrop karbon paling reaktif. Grafen oksida digunakan sebagai mangkin.

• Kegunaan termasuk konduktor elektronik, komposit polimer berkekuatan tinggi, penderia luas permukaan tinggi, membran penurasan air dan pemisahan air daripada campuran gas, penderia bioperubatan, kejuruteraan tisu, sistem penyampaian ubat, bateri fleksibel tahan lama dan superkapasitor.