Teknologi Nano: Mencipta Kesenangan Bagi Umat Manusia


SETIAP PRODUK KELUARAN BOSLAND MENGGUNAKAN NANO TECHNOLOGY

Apa lagi yang menarik mengenai teknologi yang membolehkan semua masalah di dunia ini diselesaikan dengan mudah dan menerusinya juga terhasil suatu kesenangan kepada umat manusia. Ia juga berpotensi dalam memberi jawapan dan penyelesaian kepada pelbagai masalah kompleks di dunia mencakupi bidang kesihatan, ekonomi, komunikasi, industri, elektronik, pembinaan, informasi, pengangkutan, dan banyak lagi. Dalam erti kata lain, teknologi yang boleh mempengaruhi semua aspek kehidupan manusia.Teknologi nano merupakan jawapan kepada segala permasalahan ini. Teknologi nano merupakan suatu bidang sains di mana bidang ini bertujuan untuk
mengawal atom dan molekul secara individu untuk membentuk cip komputer dan lain-lain peranti yang lebih kecil dari apa yang diizinkan oleh teknologi masa kini

Istilah ´nano´ berasal dari kata Nanos (bahasa Yunani) yang bererti satu per satu miliar. Jadi 1 nanometer (nm) sama dengan 12048 meter.

Nanoteknologi merupakan teknologi yang melibatkan atom dan molekul dengan ukuran lebih kecil daripada 1.000 nanometer. Itu bererti ukurannya boleh mencapai 100.000 kali lebih kecil dari diameter sehelai rambut manusia.

Teknologi nano dijangka akan membenarkan:
Barangan pengguna yang dibina sendiri;
Komputer yang teramat laju;
Ciptaan baru;
Perjalanan ke angkasa;
Teknologi nano dalam bidang perubatan;
Pencemaran dihentikan dan dihapuskan;
Sintesis makanan secara molekul;
Pendidikan yang lebih baik;
Pengenalan semula flora dan fauna yang telah pupus.

Dalam dunia maklumat, teknologi digital telah membenarkan penyalinan menjadi cepat, murah dan tepat, bebas dari kos dan kekangan oleh sumber tersebut. Dengan menganggap atom sebagai objek yang diskrit, pembuatan pada tapak molekul akan membuahkan satu revolusi baru kepada pembuatan objek material.

Dengan bekerja pada saiz yang paling terkecil, teknologi nano akan membenarkan pengecilan dan prestasi yang tertinggi. Dengan bermula dengan molekul, dan pemprosesan dengan mesin yang berfrekuensi tinggi dan produktif, ia akan menjadikan produk lebih murah.

SEJARAH TEKNOLOGI NANO

Pada tahun 1959, Richard Feynman dalam satu persidangan, telah mencadangkan satu bidang bagi manipulasi unit terkecil bagi benda, yakni atom. Impian ini telah dianggap sebagai perbincangan saintifik pertama dalam teknologi nano. Pada tahun 1974, Norio Taniguchi, seorang saintis di Universiti Tokyo, mula menggunakan ´nanotechnology´ bagi menbezakan kejuruteraan pada skala mikrometer dari paras yang lebih kecil.

Pada tahun 1986, Eric Drexler, seorang penyelidik di Massasuchetts Institute of Technology menulis buku Engines of Creation, buku yang dikatakan membawa bidang teknologi nano kepada arus perdana. Pada masa yang sama, penyelidik di Universiti Rice sedang mengkaji satu molekul yang ganjil.

Dengan meruapkan karbon dan membenarkan ia terkondens dalam sejenis gas, kumpulan Richard Smalley mendapati bahawa karbon membentuk kristal-kristal yang sangat stabil yang mengandungi 60 atom kesetiap satunya. Mereka mengjangka yang kristal tersebut mempunyai struktur yang sama seperti yang digunakan dalam dom geodesik R Buckminster Fuller.

Eksperimen ini masih merupakan penemuan teknologi nano yang paling terkenal dan membolehkan kumpulan Smalley dianugerahkan Nobel Prize dalam bidang Kimia.

PERALATAN DALAM TEKNOLOGI NANO

Sebelum 1980an, tiada peralatan yang dapat membenarkan saintis untuk mengkaji teknologi nano. Ini menyebabkan teknologi nano terbantut buat seketika. Pada awal 1980an, penyelidik-penyelidik di IBM telah mereka dua teknik ´microscopy´ iaitu ´atomic force microscopy´ (AFM) dan ´scanning tunneling microscopy´ (STM).

Kedua-dua teknik ini menggunakan ´cantilever´ yang kelihatan seperti jarum, untuk membaca satu permukaan secara terus, seperti bagaimana jarum pemain rekod membaca rekodnya.

AFM berfungsi dengan melalukan ´cantilever´ tersebut berdekatan dengan beberapa nanometer sebuah permukaan tersebut. Kuasa atom yang menggerakkan ´cantilever´ ini diukur untuk membentuk satu peta topografi atom ke atom.
STM adalah hampir sama, tetapa ia mengukur kesan quantum yang dipanggil penerowongan. ´Cantilever´ STM mempunyai cas yang kecil.

Teori fizik mengatakan bahawa satu dinding tenaga akan menghalang cas dari melompat ke permukaan, tetapi apabila dua atom mendekati keduanya, peraturan quantum membenarkan elektron menembusi dinding tersebut. STM mengukur penembus ini untuk memetakan permukaan objek tersebut.

Dengan memodulasikan voltan pada hujung ´cantilever´ tersebut, saintis boleh
menggunakan kedua-dua teknik ini lebih dari melihat atom, malahan mereka juga dapat menolak dan menarik atom kedalam tempat yang dikehendaki. Kedua-dua ini merupakan teknologi yang penting dalam teknologi nano. Tetapi, penyelidikan nano memerlukan penciptaan corak skala nano yang memerlukan peralatan yang lebih halus dan terperinci.

Peralatan ini ialah litografi e-beam. Berbeza dari fotolitografi, iaitu teknik yang digunakan untuk membuat cip mikro, litografi e-beam tidak dihadkan oleh panjang gelombang cahaya. Dengan menggunakan pancaran elektron dari satu mikroskop pengimbas elektron, penyelidik boleh menghasilkan buatan yang terperinci sekecil beberapa nanometer.

TUJUAN

Pada masa ini, pengkajian nano adalah tertumpu kepada penyelidikan yang asas. Tetapi mereka berharap pada satu masa yang akan datang, mereka dapat mengembangkan teknologi nano kepada bidang-bidang lain seperti biologi, kimia, komputer dan sebagainya.

Dengan menggunakan tiub nano yang semikonduksi, penyelidik telah membina beberapa komponen elektronik asas. Ini termasuklah transistor. Terdapat juga makmal yang melaporkan kejayaan dalam membina wayar nano silikon.

Pendekatan nano ke arah pengkomputeran seperti pengkomputeran molekular, yang menggunakan suis molekul untuk memproses data dan pengkomputeran kuantum yang menggunakan eletron tunggal, memberikan harapan yang sirkit terintegrasi akan dapat selari dengan Moore´s Law.

KONSEP

Terdapat dua konsep yang biasa dihubungkan dengan teknologi nano iaitu:

– Pemasangan berposisi (positional assembly)
Replikasi semula

– Pemasangan Berposisi
Keperluan bagi pemasangan berposisi adalah menandakan minat dalam bidang robotik bermolekul, yakni peranti robotik yang bersaiz dan berketepatan molekul. Peranti pemposisi berskala molekul ini adalah hampir serupa dengan alat-alat yang menjalankan tugas yang serupa pada masa ini. Pemasangan berposisi ini adalah biasanya digunakan dalam pembuatan makroskopik hari ini dan memberikan kelebihan yang jelas. Tarikan pembuatan molekul bagi industri komputer adalah jelas.

Ia membenarkan pembuatan komuter pada kos yang kurang dari satu dollar per pound, beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi, dengan dimensi yang linear, kebolehharapan yang tinggi dan perlepasan haba yang rendah. Industri komputer telah membelanjakan berbilion dolar untuk mencipta komputer yang lebih hebat. Adalah difahami bahawa had bagi litografi adalah hampir jelas. Ini secara langsung menggalakkan lagi penyelidikan ke arah pemasangan berposisi dengan kawalan di paras molekul.

Pemasangan berposisi adalah berkait rapat dengan penggunaan teknologi STM. Ini adalah disebabkan hasil dari STM dapat menggerak dan memposisikan atom dengan lebih mudah. Walaubagaimanapun dijangka pencapaian dalam bidang pemasangan berposisi yang berorientasikan komputer adalah dalam 10 tahun lagi.

REPLIKASI SENDIRI

Keperluan untuk mengurangkan kos mencipta minat dalam sistem pembuatan yang boleh mengreplikasi sendiri seperti yang telah dikaji oleh Von Neumann dalam 1940-an. Sistem ini boleh mereplikasi diri sendiri dan membentuk produk yang berguna. Konsep ini telah diinspirasikan dari pemerhatian bagaimana tumbuhan dapat mereplikasi diri sendiri pada paras sel. Sebagai contoh, ubi kentang adalah mudah untuk replikasi semula. Tanamkan dan ianya menghasilkan lebih banyak ubi kentang.

Walau bagaimanapun, tujuan yang ingin dicapai adalah dari segi robotik. Bayangkan di mana robot-robot bersaiz nano iaitu amat kecil, yang dapat mereplikasi semula dan berfungsi seperti kilang. Senario yang baik ialah dalam pembangunan robotik.

Replikasi semula merupakan jalan yang efektif bagi pembuatan berkos rendah. Walaupun ianya diinspirasi oleh tumbuhan dan organisma di sekeliling, adalah ditekankan bahawa agen replikasi semula ini adalah hampir serupa seperti robot. Sama ada dengan kawalan kepintaran buatan mahupun dengan kawalan manusia, replikasi semula masih dalam peringkat teori.

KESIMPULAN

Teknologi nano memberikan masa depan yang agak menarik untuk ditempuhi. Dengan penghasilan produk yang berasaskan teknologi nano ini, dijangka kerja-kerja akan menjadi lebih mudah, keselesaan yang tinggi dan berkos murah.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s