Page 68 - E-modul Struktur Atom-Keunggulan Nanoteknologi 2023 Untuk Guru

Hubungan Konsep Struktur Atom Pada Pokok Bahasan Nanomaterial

Nanoteknologi melibatkan pemahaman dan pengendalian materi pada skala
-9
nanometer. Nanometer adalah satuan panjang yang sangat kecil sepersemilyar (10 ) meter.
Seberapa kecilkah nanometer (nm)? Sehelai rambut manusia memiliki lebar sekitar 80.000
hingga 100.000 nm. Pada skala nanometer, suatu unsur mungkin menunjukkan sifat yang
tidak biasa. Material berukuran nano memiliki sifat seperti titik lebur, konduktivitas listrik,
permeabilitas magnet, warna optis, dan relativitas kimia yang unik dan berbeda dibandingkan
material pada ukuran makroskopik. Ketika ukuran partikel diubah, hal itu dapat menimbulkan
beberapa perubahan, misalnya perubahan warna. Hal tersebut dikarenakan dalam partikel
berskala nanometer, susunan atom memantulkan cahaya secara berbeda. Emas bisa tampak
merah tua atau ungu, sedangkan perak bisa tampak kekuningan atau kuning. Konsep
perubahan sifat material pada ukuran nano didasari oleh 2 aspek yaitu ukuran dan luas
permukaan material.

Ukuran Partikel

Ukuran atom sangat ditentukan oleh jari-jari atom. Semakin pendek jari-jari atomnya
maka ukuran atom akan semakin kecil. Ukuran atom juga mempengaruhi sifat dari suatu
unsur/material. Material yang merupakan gabungan atom jika dioksidasi menjadi skala nano
dapat menunjukkan sifat yang sangat berbeda dengan sifat skala makroskopiknya. Fakta ini
memberikan kemampuan dan sifat baru pada material berstruktur nano yang mungkin lebih
menguntungkan daripada versi material makro. Contohnya yaitu beberapa polimer, meskipun
isolator dalam bentuk makro, mereka menjadi semikonduktor pada skala nano, tembaga dapat
menjadi zat yang transparan, platina yang bersifat inert dapat menjadi katalis, aluminium yang
sulit terbakar menjadi sangat mudah terbakar dan emas dapat berubah menjadi cairan pada
suhu kamar (Puspaningsih, 2021).

Contoh paling umum dalam penerapan pengaruh ukuran partikel nanomaterial dalam
kehidupan adalah penggunaan nanopartikel TiO 2 dalam tabir surya. Nanopartikel titanium
dioksida (TiO 2) umumnya digunakan dalam tabir surya sebagai perlindungan terhadap radiasi
sinar ultraviolet (sinar UV-B (290-320 nm) atau sinar UV-A khususnya sinar UV-A II (320-
340 nm). Dulu, tabir surya terbuat dari partikel besar yang membuatnya efektif memantulkan
sinar ultraviolet namun memberikan tampilan gumpalan putih di kulit saat digunakan. Tabir
surya dengan nanopartikel TiO 2 memiliki ukuran yang jauh lebih kecil sehingga memiliki
sifat yang berbeda. Titanium dioksida berwarna putih dan buram saat ukuran partikelnya
besar, namun ketika dikonversi ke bentuk nano menjadi transparan. Meskipun menggumpal
ketika dicampur ke dalam tabir surya, nanopartikel titanium dioksida mempertahankan
kapasitas penyerap sinar UV dengan efektif, nanopartikel ini juga menyerap dan menyebarkan
cahaya tampak sehinga menjadikannya penghalang transparan yang melindungi kulit dari

Struktur Atom-Keunggulan Nanoteknologi 35

Kelas X SMA