Teknologi Nano (Nanotechnology) di bidang Pangan

30/09/2013

Teknologi Nano (Nanotechnology) di bidang Pangan

Purwiyatno Hariyadi http://phariyadi.staff.ipb.ac.id/ [email protected] Disampaikan pada acara: Food Day Festival (Foodival) Himpunan Ilmu dan Teknologi Pangan (Himitepa) Tgl 29 September 2013 AMN Fateta IPB Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]

• SEJARAH ... Pemenang Nobel Fisika Richard Feynman, pada 29 Desember 1959, memberikan Presentasi di Pertemuan Tahunan Americal Physical Society, di Caltech.

Richard Feynman

• Judul presentasi “There's Plenty of Room at the Bottom” • Pertama kali mengemukakan bahwa karakteristik bahan (material) pada skala nanometer akan memberikan berbagai peluang baru ke masa depan. Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]

Purwiyatno Hariyadi http://phariyadi.staff.ipb.ac.id/ [email protected]

1

30/09/2013

• SEJARAH ... Ahli Fisika dan penulis :

K. Eric Drexler

• Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology (1986  untuk umum, dan • Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation (a quantitative, physics-based analysis)  untuk spesialist. • Pertama kali menggunakan dan mempopulerkan istilah Nanotechnology/Nanosystem: Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]

• TEKNOLOGI NANO. Apa itu? • Teknologi Nano (Nanotechnology) : • Mencakup disain, karakterisasi, produksi dan aplikasi suatu stuktur (bahan), alat atau sistem pada skala nano. • Mencakup kegiatan yang sangat luas lebih tepat disebut sebagai teknologi-teknologi nano ('nanotechnologies‘).

Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]


2

30/09/2013

• NANO ? Berasal dari Yunani; yang artinya “kerdil”  kecil


• NANO ? Berasal dari Yunani; yang artinya “kerdil”  kecil



3

30/09/2013

• NANO ? Berasal dari Yunani; yang artinya “kerdil”  kecil - 1 nm = 10-9 m


• NANO: Seberapa kecil ? 1 m = 1 mikron

1Å= 1 Angstrom

10-1

1

10

102

103

1 mm 1 cm

104

105

106

107

108

Nanometer

Skala nano Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]


4

30/09/2013

• NANO: Seberapa kecil ?

10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

Skala nano Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]


10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer Sukrosa :



5

30/09/2013


10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

~ 5000 nm



~8*103 nm

10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

~ 5000 nm



6

30/09/2013


~8*103 nm

10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer



~8*103 nm

10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

10 nm Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]


7

30/09/2013


10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

 2 nm  diameter molekul DNA (helix)  5 nm  diameter molekul insulin  6 nm  diameter molekul hemoglobin  10nm  ketebalan dinding sel bakteri gram negatif  200nm  diameter bakteri terkecil



10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

• Teknologi Susu : – – – –

Misel kasein  50-300 nm Protein whey  4-6 nm Laktosa  0.5 nm Gobula lemak  300 nm



8

30/09/2013


10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

• Teknologi Nano tidak merupakan teknologi yang sama sekali BARU • Hanya.. • Perkembangan peralatan dan instrumentasi telah memungkinkan perkembangan yg BARU

10 nm



10-1

1

10

102

103

104

105

106

107

108

Nanometer

Microscopy: • scanning electron, • transmission electron, and • atomic force microscopy 10 nm Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]


9

30/09/2013

• NANO.

Size matters !

POTENSI karena ukuran kecilnya  ‘Nano’ is best understood to mean fundamentally different

Skala Nano

Skala Makro


• NANO.

Size matters !


Potensi perubahan salah satu (atau lebih) sifat-sifat : • Optis (warna, transparansi)? atau • Elektrik (konduktivitas)? atau • Fisik (kekerasan,titik leleh, difusifitas) atau • Kimia (reaktivitas, (konstant) laju reaksi)

Sifat-sifat baru (“nano-ness”) ini menciptakan partikel atau bahan yang unik (‘baru’)

Skala Nano

Skala Makro



10

30/09/2013

• NANO.

Size matters !

POTENSI karena ukuran kecilnya  ‘Nano’ is best understood to mean fundamentally different Meningkatnya luas permukaan 1 kubus p=l=t=1cm

64 kubus @ p=l=t=0.25cm

8 kubus @ p=l=t=0.5cm A= 6*(0,5*0,5) cm2 A= 1,5 cm2

A=6*1cm2 A=6 cm2 A= 8 *1,5 cm2 A= 12 cm2

• NANO.

A= 6*(0,25*0,25) cm2 A= 0,375 cm2

A= 8*8 * 0,375 cm2 A= 24 cm2 Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]

Size matters !


1 kubus p=l=t=1cm

A=6*1cm2 A=6 cm2

Luas Permukaan TOTAL (cm2)

Meningkatnya luas permukaan 250 200 150 100 50 0 0

0,5

1

1,5

Sisi kubus (cm) Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]


11

30/09/2013

• NANO.

Size matters !

POTENSI karena ukuran kecilnya  ‘Nano’ is best understood to mean fundamentally different Meningkatnya luas permukaan

Meningkatkan reaktivitas?

Meningkatnya bioavailabilitas

Meningkatkan Toksisitas?

Dosis efektif lebih kecil

Menurunkan dosis toksik? (LD50