TEKNOLOGI NANO (Nanotechnology)

SINOPSIS

Teknologi Nano merujuk kepada pembangunan teknologi berasaskan sekala nanometer yang selalunya didalam lingkungan 0.1 – 100nm. Nanometer bersamaan dengan satu per satu billion meter (10^-9 meter). Ia juga adakalanya merujuk kepada teknologi mikroskopik. Sebagai gambarannya – saiz atom tunggal hanya sebesar 0.25 nm dan purata diameter rambut manusia adalah setebal 10,000 nm. Banyak perkara yang dapat dibayangkan sekiranya teknologi ini berjaya mencapai maksud yang sebenar, seperti teknik pencegahan penyakit tanpa pembedahan fizikal, penukaran struktur sesuatu bahan kepada bahan yang lain dengan mudah, system pengkomputeran yang jauh kehadapan dengan kebolehan yang menjangkau fikiran dan juga NASA percaya dengan teknologi nano ini pada suatu masa nanti, bahawa pesawat angkasa lepas akan dapat memulihkan bahagian rangkanya yang rosak dengan sendirinya (menggunakan jutaan nanobot – robot kawalan bersekala nanometer).

Orang yang pertama sekali mencetuskan idea ini adalah Richard Feynman pada tahun 1959 didalam tesis yang bertajuk “There’s Plenty of Room at the Bottom”, dimana antara isi kandungannya menyatakan bahawa kita berkeupayaan untuk memanipulasikan atom dan molekul secara terus dengan syarat kita perlu menggunakan alat yang sedia ada tetapi bersaiz sepuluh kali ganda kecil dari saiz sebenar. Alat yang kecil ini yang kemudiannya akan membentuk alat yang sepuluh kali ganda kecilnya dan berterusan sehingga mencapai sekala terkecil. Walaupun idea ini sukar untuk ditafsirkan pada masa berkenaan, namun, saintis tetap menerimanya secara optimis dan pada tahun 1974, seorang saintis dari Universiti Sains Tokyo (Prof. Norio Taniguchi) telah memperkenalkan perkataan Nanotechnology yang merujuk kepada proses pembentukan bahan dengan ralat ketepatan (tolerance) nanometer. Kemudiannya perkataan ini diperkayakan lagi oleh K Eric Drexler pada 1980an sebelum teknologi nano ini dikaitkan dengan pelbagai bidang termasuk kejuruteraan, perubatan dan system maklumat dimana Computational Methods atau penggunaan kaedah komputasi memainkan peranan besar dalam pembangunan dibidang ini. Kemajuan jelas yang membawa kepada pemesatan penyelidikan didalam bidang ini ialah kejayaan Institut Teknologi Machasusate di Amerika Syarikat pada lewat 1980an menghasilkan motor-motor yang bergerak dengan fungsi yang tertentu pada saiz sekecil satu micronmeter. Kini jurusan atau bidang MEMS (microelectromechanical systems) dan Nanotechnolgy dapat dilihat dimana-mana pusat pengajian diseluruh dunia.

Pencapaian Teknologi Nano

Contoh-contoh terkini yang melibatkan teknologi nano dapat disimpulkan secara ringkasnya seperti berikut.

Litar Elektronik

Di syarikat terkemuka Intel, perancangan dalam pembangunan litar pemprosesan (CPU) pada dekad berikutnya ialah penghalusan pada ciptaan CPU sediada, dengan berdasarkan teknologi nano terhadap teknologi computer. Intel berharap agar standard proses production sediaada dapat mencapai tahap maksima pada tahun 2011 iaitu pengecilan saiz transistor sekarang daripada 22nm kepada 10nm. Pentium 4 yang berada di pasaran kini berukuran transistor 90nm.

Industri Kimia

Jangan terkejut andaikata pada kereta dan dinding rumah kita terdapat bahan yang dicampur berasaskan teknologi nano. Mereka adalah hasil dari diagnosis perubatan bertujuan mempertingkatkan keupayaan komposit pada bahan bangunan, plastik dan lain-lain.

Memori teknologi

Nano tube

Saintis sedang menjalankan aktiviti bagi meningkatkan keupayaan penyimpanan data. Antara kaedah diguna yang melibatkan teknologi nano adalah dengan melekapkan electron kepada struktur dipanggil ‘Carbon Nanotubes’ (dijangka akan memainkan peranan utama didalam nano computer). Carbon Nanotube adalah karbon silinder berdiameter 1 atau 2 nanometer. Ia dapat bertindak seperti ‘nanowires’ dalam molekul komputer. Selain daripada digunakan dalam bidang pengkomputeran oleh syarikat gergasi seperti IBM, HP, Caltech dan UCLA, carbon nanotube juga bersifat penguat kepada sesuatu bahan seperti yang dilakukan oleh Toyota company untuk struktur ‘bumper’ kenderaan supaya menjadi lebih kuat dan ringan. NEC dan Sony bergabung penyelidikan bagi menghasilkan bateri laptop yang labih tahan lama dan mudah dibentuk. Ini kerana nanotube dapat menyimpan tenaga kimia berminggu lamanya. Ia juga digunakan pada penghasilan skrin HDTV dengan penggunaan tenaga yang minima.

Robotik

Dalam filem berasaskan sains fiksyen yang terkenal dari Amerika Syarikat iaitu Terminator 2 dan Terminator 3, watak intelligence robot yang dihantar dari masa hadapan dan yang dapat merubah bentuk fizikalnya kepada apa sahaja yang di sentuh – merupakan suatu contoh kepada konsep teknologi nano ini. Idea itu diambil dari konsep dimana sekiranya kita dapat merubah struktur atom sesuatu benda kepada struktur atom benda yang lain, maka sifat fizikalnya akan turut berubah, sebagai contoh struktur molekul karbon dalam arang batu jika diubah kepada seperti struktur molekul karbon dalam berlian, maka kita akan dapat mencipta berlian dengan sendirinya.

Terdapat banyak pencapaian dari segi mikro robotic dari serata dunia yang mana ini akan menjadi penyumbang kepada penghasilan nanobot dalam masa terdekat. Antara tujuan usaha ini ialah untuk membantu manusia menjalankan aktiviti yang mustahil untuk kita secara fizikal seperti pembersihan salur pernafasan, alur aliran darah manusia dan juga tube mikro yang terdapat dalam alat-alat electrik. Namun terdapat keraguan dikalangan saintis sekiranya berlaku tindakan luar kawalan maka ianya akan menganggu kestabilan sesuatu struktur itu.

Simulasi komputer menunjukan binaan gear berturutan yang terdiri daripada atom-atom individu

Bio-teknologi

Penemuan DNA telah memberi peluang kepada bidang teknologi nano berkembang pesat.

Pada 1953, James Watson dan Francis Crick mengemukakan model dari struktur DNA.

Selain dari DNA, Foresight institute telah mengeluarkan kenyataan bagaimana medical nanorobot berfungsi dalam badan manusia. Ianya dipanggil “respirocyte” – mekanisma buatan sel darah merah. Ianya dilepaskan didalam badan dalam beberapa kuantiti dan dikawal dari luar. Respirocite ini dijangka dapat membekalkan oksigen tambahan kepada badan manusia walaupun seseorang itu berada didalam kolam untuk beberapa jam tanpa bantuan alat pernafasan atau berlari selama 15minit tanpa mengambil nafas. Walaubagaimana pun ianya masih lagi diperingkat ujian.

ULASAN PERIBADI

Kaitan Teknologi Nano terhadap Falsafah Sains dan Pembangunan Sosial

Perkembangan teknologi telah berkembang pesat yang mana telah menemukan pelbagai pencapaian dan penemuan baru dari segi saintifik. Manfaat yang didapati daripada hasil penyelidikan saintis dan para graduan kini terserlah dan ia memudahkan kehidupan manusia. Tetapi, ia juga disertai dengan kesan sampingan yang selalunya diluar jangkaan kita. Sebagai contoh, selang beberapa dekad yang lepas, dunia digempar dengan kehadiran teknologi mega - “Megatechnology” yang dikhuatiri akan memberi kesan kepada keseimbangan cuaca dan alam semulajadi. Kini kita berhadapan pula dengan teknologi bersaiz sangat kecil tetapi impak yang dibawa tidak sekecil yang disangka, dimana teknologi nano pernah digimikkan dengan kemusnahan secara total iaitu ianya dapat merubah struktur dalaman sesuatu bahan dan tindakan pemulihan terhadapnya mungkin memerlukan suatu proses yang agak sukar. Fenomena ini berlaku kerana penciptaan teknologi itu sendiri telah memberi pelbagai implikasi kepada dunia sains dimana akan terdapat manusia yang akan cuba mengeksploitasikan alam semulajadi ini lebih dari apa yang dapat kita jangkakan.

Kemampuan manusia untuk mengeksploitasikan ilmu dan alam sekitar telah dinyatakan didalam Al-Quran yang bermaksud: "Dan (ingatlah) tatkala Tuhanmu berkata kepada malaikat: "Sesungguhnya Aku hendak menjadikan seorang khalifah di bumi". Mereka berkata: Apakah Engkau mau menjadikan makhluk yang akan berbuat bencana padanya dan akan mengadakan pertumpahan darah, padahal kami berbakti dengan memuji-Mu dan memuliakan-Mu. Ia (Tuhan) berkata; "Sesungguhnya Aku amat mengetahui apa yang kamu tidak mengetahui". (Surah al-Baqarah, ayat 30).)

Di surah yang lain pula Allah s.w.t. berfirman yang bermaksud:

“Sesungguhnya Kami telah memberi kekuasaan kepadanya dibumi, dan Kami telah memberikan kepadanya jalan (sebab) untuk mencapai sesuatu.” (Surah al-Kahfi, ayat 83).

Ayat diatas menjelaskan bahawa Allah maha mengetahui dan berkuasa menjadikan manusia sebagai khalifah dimuka bumi iaitu bertindak sebagai wakil Allah dalam mengimarahkan bumi menurut kehendak yang telah ditetapkan oleh Allah s.w.t. atau tertakluk kepada ‘sunnatullah’ (hukum alam).

Kehadiran teknologi nano tidak dapat disekat oleh mana-mana pihak. Walaupun jelas ada kerisauan tentang keburukan yang mungkin berlaku, masih terdapat banyak lagi kebaikan dan manfaat yang boleh diperolehi daripadanya. Seperti tanggapan dan harapan dari pelbagai pihak, perkembangan teknologi nano dari sudut nanoperubatan / nanomedicine – akan dapat membantu menghapuskan kebanyakan penyakit yang wujud di sekitar abad 20, menghilangkan rasa sakit dan sengsara para pesakit dan ini akan membantu manusia melanjutkan usia terutama meningkatkan keupayaan mental (dengan izin Allah).

Dari segi system komputer, bayangkan struktur penyimpanan data nano dengan ukuran ~8,000 micron³, yang mana ianya bersamaan saiz sel tunggal manusia yang hidup. Dengan saiz sebesar ini ianya dapat menyimpan jumlah maklumat sama seperti kesuluruhan maklumat yang terdapat di ‘Library of Congress’ di Amerika Syarikat. Kemudian bayangkan pula sekiranya ianya dapat disuntik ke otak manusia dan dengan menggunakan mekanisma ‘interface’, maka sudah tentu cara hidup manusia juga akan berubah.

Dalam perindustrian pula, dijepun dan beberapa tempat penyelidikan di Amerika Syarikat, kajian sedang dijalankan tentang bagaimana untuk menghasilkan ‘mold’ (acuan) untuk menyalin sesuatu benda secara 3D (3 dimensi) secara terus. Ianya seperti menyalin buku menggunakan mesin fotokopi. Dengan teknologi nano, sesuatu benda itu dapat ditiru bukan sahaja dari bentuk fizikalnya, malah bahan yang digunakan juga.

Contoh- contoh diatas adalah antara manfaat yang boleh didapat dari teknologi ini dan didapati ianya dapat menyumbang kepada pembangunan sosial dari pelbagai aspek kehidupan. Tetapi bagi memecahkan kebuntuan terhadap bagaimana cara untuk mengeksploitasikan atom dan molekul itu masih menjadi persoalan, dan kajian terperinci terhadapnya sering menjadi terbatas. Sesungguhnya ini telah menjadi penghalang dari pengeksploitasian struktur atom secara terus yang mungkin membawa kepada kerosakan / penyalahgunaan ilmu dalam masa yang singkat. Bagi orang Islam yang beriman dengan kekuasaan Allah s.w.t. maka pencapaian manusia dalam teknologi nano adalah merupakan satu petanda pencapaian ilmu yang seharusnya digunakan untuk mencari kebenaran seperti firman Allah s.w.t.:

''Kami akan tunjukkan kepada mereka tanda-tanda (kekuasaan) Kami di sekitar jagat dan di dalam diri mereka sendiri sehingga ternyatalah bagi mereka bahawa (Islam) itu benar.'' (Surah al- Fussilat, ayat 53).

Adalah menjadi harapan umat manusia dengan falsafah sains sebenar yang dibawa bersama oleh para saintis, agar kejayaan dalam bidang ini boleh menjadi kenyataan beserta pembangunan sahsiah bagi kebaikan alam sejagat. Teknologi nano yang kini sedang diusahakan oleh saintis dari seluruh pelosok dunia amat dinantikan untuk membawa kemajuan dari segi kehidupan manusia dan alam semesta. Ini termasuklah kepada pengurangan risiko pencemaran alam sekitar, jalan penyelesaian kepada keadaan penyakit berjangkit yang berleluasa tanpa penawarnya dan juga bukti-bukti ilmu baru yang boleh dikaitkan dengan kebesaran tuhan. Kegunaan teknologi nano dan mikro yang hanya menjurus kepada seni mempertahankan negara dan penguasaan ekonomi dunia akan melenyapkan hak-hak individu (privacy) dan selalunya mencabar hak asasi manusia. Sejarah telah membuktikan bahawa penggalak kepada kemajuan teknologi adalah datang dari sokongan politik kerajaan pihak yang memerintah. Maka ahli politik dan kerajaan juga memainkan peranan yang besar dalam mengeluarkan dasar-dasar dan peraturan yang perlu dipatuhi oleh individu yang terlibat.

Sekiranya penggunaan teknologi ini dan yang lainnya diharap untuk mencapai kepada matlamat yang diimpikan terutama kearah pembangunan sahsiah dan keamanan sejagat, seharusnyalah ia berbalik kepada fitrah yang telah ditentukan atau berpandukan kepada kalamullah. Adalah menjadi harapan agar teknologi ini juga dapat menimbulkan kesedaran umat manusia tentang kewujudan tuhan yang esa dengan penemuan-penemuan yang akan menjurus kepada bukti-bukti menunjukkan kekuasaan Illahi. Seperti mana Firman Allah yang bermaksud:

“Ingatlah, sesungguhnya kepunyaan Allah semua yang ada di langit dan semua yang ada di bumi.” (Surah Yunus, ayat 66) .

Dan maksud firmaNya yang lain:

“Dan kepadaNyalah menyerahkan diri segala apa yang ada di langit dan semua yang ada di bumi, baik dengan suka maupun terpaksa” (Surah al- lmran, ayat 83).

Rujukan:

1. K. Eric Drexler, “Nanotechnology: From Feynman to Funding”, Bulletin of Science, Technology & Society, Foresight Institute, February 2004.
2. PC Magazine, August 2004 Vol.2 No.8, page 54 under column Future Technology
3. K. Eric Drexler, reprinted and adapted by Russell Whitaker “Engine of Creation – The coming era of nanotechnology”, ISBN 0-385-19973-2
4. “The Advent of Technology”, http://www.pe.utexas.edu/Dept/Academic/Courses/SP2001/TC357/chapters/nanotech.htm
5. Robert A. Freitas Jr., “Nanomedicine FAQ”, Foresight Institute, 1998. http://www.foresight.org/NanoRev/FIFAQ1.html
6. Dr. Ralph Merkle, “Nanotechnology”, http://www.zyvex.com/nano
7. Wikipedia, the free encyclopedia, “Nanotechnology”, http://en.wikipedia.org/wiki/Nanoscience
8. “What is Nanotechnology”, http://ask.yahoo.com/ask/20020806.html
9. Nanotechnology NASA, http://www.ipt.arc.nasa.gov/nanotechnology.html
10. “Nanotechnology in Manufacturing”, http://www.fourmilab.ch/autofile/www/chapter2_84.html
11. Ramli Awang 2003, “Falsafah Sains dan Pembangunan : ke arah dimensi baru”, Terbitan Universiti Teknologi Malaysia, ISBN: 983-52-0311-3