Page 18 - 06_IPA_SMA_10 GENAP

5.5. Konsep Struktur Atom pada Bahasan Nanomaterial
Nanomaterial adalah salah satu aplikasi nanoteknologi. Mengapa struktur atom menjadi
konsep penting dalam bahasan nanomaterial? Sifat material sangat dipengaruhi oleh
ukuran partikel yaitu atom maupun molekul penyusunnya. Material berukuran nano pada
batasan 1-100 nm memiliki sifat antara lain titik lebur, konduktivitas listrik, permeabilitas
magnetik, warna, optis, dan reaktivitas kimia yang unik dan berbeda dibandingkan
material pada ukuran makroskopik.

Bagaimana konsep pembentukan material menjadi berukuran nano? Sintesis
nanomaterial antara lain dapat dilakukan dengan metode (1) top-down yaitu sintesis
secara fisika. Pada metode ini partikel besar dipecah menjadi partikel berukuran
nanometer (2) bottom-up yaitu proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan
melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal sehingga dihasilkan material lain
yang berukuran nanometer. Konsep perubahan sifat material pada ukuran nano didasari
oleh dua aspek yaitu (1) ukuran material (2) luas permukaan material. Mari kita bahas
satu-persatu.
(1) Ukuran material
Kalian telah mempelajari bahwa salah satu sifat keperiodikan unsur adalah jari-
jari atom. Ukuran atom ditentukan oleh jari-jarinya. Semakin pendek jari-jari atom
maka ukuran atom makin kecil. Material yang merupakan gabungan atom jika
direduksi menjadi skala nano dapat menunjukkan sifat yang sangat berbeda
dibandingkan dengan apa yang ditampilkan pada skala makro. Contohnya antara
lain (1) tembaga adalah zat buram namun bisa menjadi transparan (2) platina
adalah bahan inert yang berubah menjadi katalis (3) aluminium merupakan
bahan yang sulit terbakar ternyata dapat menjadi mudah terbakar (4) emas yang
tadinya padatan dapat berubah menjadi cairan pada suhu kamar (5) silikon yang
bersifat isolator ternyata dapat bersifat konduktor.

(2) Luas permukaan material.
Material berskala nano memiliki luas permukaan yang relatif lebih besar jika
dibandingkan material nonnano untuk massa yang sama. Hal ini dapat dijelaskan
dari teori tumbukan yang akan Kalian pelajari lebih lanjut di kelas XI nanti. Teori
ini menyatakan bahwa makin kecil ukuran material menyebabkan jumlah sisi aktif
material untuk bereaksi secara kimia menjadi bertambah. Pertambahan jumlah
sisi aktif merujuk pada makin luasnya permukaan sisi aktif partikel. Material
menjadi lebih reaktif secara kimiawi ketimbang material nonnano. Dalam rangka
mensintesis atom demi atom maka harus terjadi tumbukan antarpartikel untuk
menghasilkan reaksi kimia. Tumbukan yang menghasilkan reaksi kimia harus
terjadi pada sisi aktif. Oleh karenanya makin luas permukaan partikel akan
memberi peluang terjadinya reaksi kimia karena bertambahnya sisi aktif.

IPA SMA X GENAP 589