Language
Country/Area
No result found
Dari mikro ke nano: Bagaimana nanopolimer merevolusi ilmu material kita?
Komposit nanopolimer (PNC) terdiri dari polimer atau kopolimer dan nanopartikel atau pengisi yang tersebar dalam matriks polimer. Nanopartikel ini dapat memiliki berbagai bentuk (misalnya, serpihan, serat, bola), tetapi setidaknya satu dimensi harus berada dalam kisaran 1 hingga 50 nanometer. PNC ini termasuk dalam sistem multifase (MPS, seperti campuran, komposit, dan busa) dan mencakup 95% produksi plastik global. Sistem ini memerlukan pencampuran/penguatan yang terkendali, stabilisasi dispersi yang dihasilkan, dan orientasi fase yang terdispersi, dan strategi penguatan untuk semua MPS, termasuk PNC, serupa.
Nanosains polimer mengacu pada penerapan nanosains untuk mempelajari dan menerapkan matriks polimer-nanopartikel, di mana setidaknya satu dimensi nanopartikel kurang dari 100 nanometer. Proses transformasi mikropartikel menjadi nanopartikel mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan kimianya. Salah satu faktor utama perubahan ini adalah peningkatan rasio luas permukaan terhadap volume dan perubahan ukuran partikel. Ketika ukuran partikel mengecil, rasio luas permukaan terhadap volume meningkat, sehingga perilaku atom-atom pada permukaan partikel menjadi lebih dominan dalam reaksi.
“Luas permukaan nanopolimer yang lebih tinggi memungkinkan interaksi yang lebih kuat dengan partikel lain, yang pada gilirannya meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan dan ketahanan terhadap panas.”
Misalnya, nanosfer silikon menunjukkan perbedaan besar dari silikon konvensional; diameternya berkisar antara 40 hingga 100 nanometer dan kekerasannya berada di antara safir dan berlian. Komposit nanopolimer juga dapat disiapkan dengan sintesis infiltrasi kontinyu (SIS) di mana nanomaterial anorganik tumbuh dalam matriks polimer melalui difusi prekursor fase uap.
Serat nano polimer biohibrida
Banyak aplikasi teknologi zat biologis (misalnya protein, virus, atau bakteri), seperti kromatografi, teknologi informasi optoelektronik, sensor, katalisis, dan pengiriman obat, memerlukan imobilisasi. Karbon nanotube, partikel emas, dan polimer sintetis sering digunakan untuk tujuan ini. Imobilisasi zat biologis terutama dicapai melalui penyerapan atau ikatan kimia, lebih jarang menggunakan zat ini sebagai tamu dalam matriks inang.
"Polimer menyediakan platform yang baik untuk imobilisasi biomassa karena tersedianya berbagai macam makromolekul alami atau sintetis dan teknologi pemrosesan yang canggih."
Persiapan nanotube biohibrida
Serat polimer biasanya diproduksi dalam skala teknis dengan teknologi ekstrusi, di mana lelehan polimer atau larutan polimer dipompa melalui cetakan silinder dan kemudian diputar atau ditarik oleh perangkat pengambil. Saat ini, elektrospinning tetap menjadi teknologi pemrosesan polimer terbaik untuk mengecilkan diameter hingga ratusan nanometer atau bahkan beberapa nanometer. Dengan menerapkan medan listrik yang kuat, semburan cairan dikeluarkan dari atas tetesan hingga terbentuk serat nano padat.
Aplikasi Nanotube
Nanotube juga dapat digunakan untuk pengiriman obat, khususnya dalam pengobatan kanker. Peran mereka adalah melindungi obat dari kerusakan dalam darah, mengendalikan dinamika pelepasan obat, dan menyediakan kemampuan transportasi ke target tertentu. Tidak hanya itu, nanotube dengan polimer responsif juga dapat mengendalikan pembukaan dan pelepasan mulut tabung melalui modifikasi kimia.
"Serat inti-kulit nanotube mampu menangkap bahan biologis tanpa memengaruhi fungsinya, yang membuatnya berpotensi berguna dalam biosensor."
Aplikasi Rekayasa Nanopolimer
Di antara aplikasi rekayasa, komposit nanopolimer memainkan peran penting dalam industri ban otomotif karena sifatnya yang unggul membantu meningkatkan efisiensi bahan bakar. Selain itu, komposit nanopolimer juga digunakan di lingkungan bersuhu tinggi karena ketahanan panasnya yang sangat baik.
Meskipun perkembangan di bidang nanopolimer berlangsung cepat, namun masih menghadapi keterbatasan. Misalnya, pelepasan obat dari nanofiber belum dikontrol secara tepat dan biasanya terjadi secara tiba-tiba. Dan dengan perkembangan teknologi masa depan, kita tentu menantikan lebih banyak kemungkinan.
Bagaimana sifat-sifat nanopolimer dapat dimanfaatkan dengan lebih baik untuk memecahkan tantangan ilmu material di masa depan?
