Oleh : Atikah Nur Syahirah, Wirna Dewi Zebua,Willy Kusuma Nainggolan
Mahasiswa Program Studi Kimia, Universitas Negeri Medan
Apa Itu Nanomaterial ?
Nanomaterial adalah material yang sangat kecil yang berukuran nanometer yaitu berkisar antara (1-100) nm. Nanoteknologi adalah pembuatan dan penggunaan materi atau devais pada ukuran sangat kecil yakni 1-100 nm atau sama dengan satu per-milyar-meter (0,000000001 m).
Apa saja aplikasi nanomaterial dalam kehidupan sehari-hari?
Berikut adalah beberapa aplikasi nanomaterial dalam kehidupan sehari-hari :
1. Penerapan nanomaterial di industri pengolahan air
Dalam beberapa dekade terakhir, nanoteknologi telah berkembang pesat menjadi teknologi yang mutakhir dalam mengatasi pengolahan limbar air di seluruh dunia. Berbagai nanomaterial dirancang dan digunakan untuk penghilang polutan pada air. Di dalam kepentingan kemajuan teknologi pengolahan air limbah, nanoteknologi hadir sebagai alternatifnya. Berbagai percobaan telah dilakukan untuk mengembangkan teknik pengolahan air limbah melalui adsorpsi dengan nanoteknologi.
Adsorben dengan karbon termasuk karbon aktif, karbon nanotube, fullerenes dan graphene menunjukkan kapasitas adsorpsi tinggi dan kestabilan termal. Sejak penemuan karbon nanotubes (CNTs) dan fullerene, material ini secara luas dipilih oleh banyak indsutri untuk digunakan sebagai adsorben yang efektif. CNTs memiliki tinggi permukaan aktif dengan perbandingan volume yang cukup besar.
2. Penerapan nanomaterial di bidang pertanian
Menurut Lu dan Bowles (2013), teknologi nano merupakan solusi yang mempunyai potensi besar dalam rantai pasok pertanian. Pada bidang pertanian, teknologi nano digunakan untuk meningkatkan produktivitas tanaman, kualitas produk, penerimaan konsumen; dan efisiensi penggunaan sumber daya.
Mousavi dan Rezael (2011) menyebutkan bahwa teknologi nano membantu mengurangi polusi lingkungan dengan menghasilkan pestisida dan pupuk kimia menggunakan partikel nano dan kapsul nano yang mempunyai kemampuan untuk mengendalikan dan menunda penghantaran, absorpsi, serta lebih efektif dan ramah lingkungan; selain juga produksi kristal nano untuk meningkatkan efisiensi pestisida, teknologi nano juga mempunyai potensi dan kemampuan dalam memberikan solusi untuk menyediakan bahan pangan, perawatan veteriner, serta obat dan vaksin untuk ternak. Dalam perawatan veteriner, partikel nano perak merupakan antiseptik yang kuat (antibakteri dan antimikroba), dan digunakan secara luas sebagai desinfektan dalam peternakan hewan besar/kecil maupun unggas. Holden et al. (2012) juga melaporkan potensi penerapan teknologi nano dalam penanganan limbah pertanian, khususnya dalam industri kapas.
Nanomaterial dalam bidang solar cell
Solar cell adalah suatu elemen aktif yang mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Pada umumnya solar cell memiliki ketebalan 0.3 mm yang berupa irisan bahan semi konduktor dengan kutub (+) positif dan kutub (-) negatif. Apabila cahaya jatuh pada kedua kutub tersebut, maka akan terjadi beda tegangan yang menghasilkan energi listrik yang berarus DC. Prinsip dasar pembuatan solar cell merupakan proses photovoltaic (efek yang dapat mengubah langsung cahaya matahari menjadi energi listrik, prinsip ini ditemukan oleh Bacquerelber kebangsaan Perancis pada tahun 1839)
Apa saja aplikasi solar cell dalam kehidupan sehari-hari ?
Berikut adalah beberapa aplikasi nanomaterial dalam kehidupan sehari-hari :
1. Pompa air tenaga surya
Pompa air tenaga surya merupakan teknologi berbasis photovoltaic atau panel surya yang mengkonversi sinar matahari menjadi daya untuk menggerakkan pompa air. Sistem ini umumnya terdiri dari modul panel surya, motor pompa AC atau DC, dan system elektronik. Modul panel surya dipasang dengan menyesuaikan struktur dengan ketentuan dari tracking manual maupun otomatis. Air dipompa dalam waktu tertentu yang kemudian disimpan pada sebuah tangki. Tangki air digunakan untuk penyimpanan. Pada beberapa sistem digunakan sebuah baterai yang digunakan sebagai tempat penyimpanan daya listrik dari panel surya.
2. Lampu jalan berbasis solar cell
Lampu jalan berbasis solar cell ini menggunakan output berupa lampu DC. Panel surya menangkap sinar matahari dan dikonversi menjadi energi listrik untuk mengisi kebutuhan energy di baterai dengan bantuan charger control. Energi listrik dari baterai akan digunakan untuk menyalakan lampu DC atas perintah charge control.
3. Solar cell sebagai sumber energi listrik hidroponik
Hydroponic Drip System menggunakan sistem irigasi tetes (Drip Irrigation System) dimana sistem irigasi tetes dilakukan dengan cara meneteskan air secara perlahan menuju akar tanaman dengan tujuan untuk menghemat air sehingga kebutuhan air menjadi lebih efektif melalui permukaan tanah atau langsung menuju akar tanaman dengan melalui jaringan katup, pipa dan emitter. Dalam pembuatan rancang bangun alat, dibutuhkan design alat untuk sistem hidroponik drip system. Alat ini di desain menggunakan solar cell yang dapat diatur sudut putarnya untuk menemukan sudut yang terbaik dengan daya maksimal. Pada alat ini juga merupakan portable atau alat yang mudah untuk dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain.
Media tanam sistem ini yaitu batu apung, sekam bakar, zeolit, atau cocopeat (sabut kelapa), yang berfungsi sebagai tempat akar berkembang dan memperkokoh kedudukan tanaman. Nutrisi hidroponik disimpan di wadah. Pompa yang disiapkan di dalam wadah akan memompa nutrisi melalui selang irigasi sesuai jadwal yang telah diatur. Cairan nutrisi yang tidak terserap dialirkan kembali melalui drainase yang yang diletakkan di bagian bawah depan dari setiap pot tanaman. Cairan ini akan kembali ke wadah penampung pupuk sehingga akan menjadi sistem sirkulasi yang tertutup.
REFERENSI
Anhar, W., basri, Amin, M., Randis, & Sulistyo, T. (2018). Perhitungan lampu penerangan jalan berbasis solar system. Jurnal sains teknologi , 33-36.
Ariningsih, E. 2016. Prospek Penerapan Teknologi Nano Dalam Pertanian Dan Pengolahan Pangan Di Indonesia. Forum Penelitian Agro Ekonomi. 34(1). 1-20.
Fajar, G.2017. Peran Nanomaterial Di Dalam Pengolahan Air. https://www.researchgate.net/publication/322152400.
Priambodo, V. Y., Rahmawati, Y., & Aripriharta. (2019). Studi Perencanaan Pompa Air Tenaga Surya Sebagai Pengadaan Air Bersih Rumah Tangga. SinarFe7-2.
