Nano Teknologi

Nano Teknologi

↷ Nano berasal dari perkataan Greek yang bermakna kerdil atau tersangat kecil              sudah tentu ianya tidak dapat dilihat oleh mata kasar kita kerana ia seratus ribu            kali lebih kecil dari saiz sehelai rambut.

↷ Dalam dunia telefon bimbit juga komputer riba, pengecilan saiz ini adalah contoh        sebuah teknologi nano.

↷ Nanoteknologi ialah satu cabang sains yang menumpukan kepada jirim- jirim pada     saiz antara 1 hingga 100 nanometer (1 nm = 10-9 meter). 

Aplikasi nano teknologi dalam kehidupan harian:

1.Kayu Transparan sebagai Material Pengganti Kaca

Sebuah material kayu namun boleh tembus pandang atau transparan telah dikembangkan oleh ilmuwan dari University of Maryland. Hasil penelitian nano bioteknologi ini memiliki kekuatan setara atau melebihi baja.

Pada prinsipnya, pembuatan kayu transparan ini pertama adalah menghilangkan zat lignin pada kayu yang merupakan zat pemberi warna kayu. Kemudian langkah kedua adalah menyuntikkan epoxy pada pembuluh kayu untuk menguatkan kayu, membuatnya lebih transparan dan untuk menjaga serat nano selulosa.Pemanfaatan kayu transparan ini sangat baik sebagai pengganti kaca. Kayu memiliki struktur sel dan serat alami sehingga tidak mudah pecah seperti kaca.Kayu juga memiliki sifat material yang disebut haze, yang akan membuat cahaya yang menembus kayu transparan ini tidak akan langsung menuju mata sehingga akan lebih nyaman bila digunakan sebagai material rumah.

2. Meningkatkan Keberhasilan Transplantasi Organ dengan        Nanoteknologi

Transplantasi organ misalnya transplantasi ginjal telah berhasil menyelamatkan banyak nyawa manusia meski resiko kegagalannya juga masih tinggi.

Dengan bantuan nanoteknologi maka tingkat keberhasilan transplantasi organ akan menjadi lebih tinggi. 

Selama ini masih banyak organ yang masih sangat potensi untuk hidup namun terbuang sia-sia kerana organ tersebut hanya dapat bertahan selama 4 hingga 36 jam saja. Kemudian cara terbaik agar dapat bertahan lebih lama adalah dengan dibekukan, namun dalam proses pembekuan dan pencairannya ternyata sel-selnya boleh mengalami kerosakan. Dengan bantuan nanoteknologi maka dalam proses pencairannya terbukti tidak menampilkan tanda kerosakan bahkan elastisitas organ juga tetap terjaga.

3.Memonitor Kerja Otak dengan Jaring Nano

Beberapa peneliti dari Universiti Harvard Amerika Syarikat menanamkan jaring nano berisi perangkat elektronik mikro ke dalam jaringan otak tikus. Tujuan dari implan jaring nano ini sangat berpotensi untuk mengetahui cara kerja otak mamalia secara detail.

Penelitian tersebut bermula ketika para peneliti melihat bahwa sel-sel hidup dapat tumbuh dan bergabung dengan jaring nano di sebuah cawan petri. Berikutnya, tim membuat jaring dari benang-benang polimer konduktif dengan banyak transistor nano yang terpasang di dalamnya. Jaring tersebut sangat fleksibel hingga sejuta kali lebih fleksibel dari apapun di dunia ini.

Sejauh ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Jia Liu ini berhasil menanamkan jaring nano dengan elemen listrik ke dalam otak tikus. Jaring ini terintegrasi dengan sel saraf otak karena neuron melihat jaring ini adalah bagian darinya.Keberhasilan penelitian jaring nano ini pada otak akan berpotensi digunakan pada organ yang lain. Misalnya digunakan pada mata sehingga dapat mendeteksi kerusakan optik pada mata manusia.

Risiko nanoteknologi boleh diluaskan kepada tiga bahagian:

• Risiko kepada kesihatan dan persekitaran yang berpunca daripada zarah dan jirim nano
• Risiko yang disebabkan oleh pengilangan atau penghasilan molekul (atau teknologi nano lain)
• Risiko yang datangnya daripada masyarakat sendiri.

Bahan Komposit

Bahan Komposit

Bahan komposit ialah bahn baharu yang dihasilkan daripada campuran dua atau lebih bahan seperti logam,aloi,kaca,seramik,dan polimer.

atau

Wajar atau tidak kegunaan bahan komposit?

Wajar.Kerana bahan komposit ini merupakan salah satu bahan yang dapat menggantikan penggunaan logam.Banyak kelebihan bahan komposit.Antaranya dalam industri angkasa lepas telah terbukti bahan komposit mempunyai rintangan terhadap rangkaian yang baik daripada logam terutamanya komposit yang menggunakan serat karbon.

Kaca dan Seramik

Kaca dan Seramik

Seramik

Kaca

Jenis-jenis kaca:

1.Kaca silika terlakur

- Alatan kaca di dalam makmal

- Cermin teleskop

- Cermin gentian optik

- Kanta optik

- Turus ultraungu

2.Kaca soda

- Mentol

- Kaca tingkap

- Bekas kaca

- Cermin

3.Kaca Borosilikat

- Kaca ketuhar

- Radas kaca di dalam makmal seperti tabung     didih,kelalang,bikar

- Lampu automobil

- Pinggan mangkuk

4.Kaca plumbum

- Prisma

- Pinggan mangkuk kristal

- Barang hiasan kristal

- Radas kaca kristal

Kegunaan Seramik:

Jenis-jenis kaca dan sifatnya:

Kaca Silika Terlakur =  *Takat lebur yang sangat  tinggi                                                          *Mempunyai ketelunan tinggi                                                            *Lut sinar

Kaca Soda Kapur     = *Takat lebur yang rendah

                                     *Mudah dibentuk

                                     *Tidak tahan terhadap haba

Kaca Borosikat        = *Takat lebur yang tinggi

                                    *Sangat tahan terhadap haba

                                    *Tahan terhadap bahan kimia

Kaca Plumbum        = *Ketumpatan yang tinggi

                                    *Indeks biasan yang tinggi

                                    *Takat lebur yang rendah

Menyatakan sifat seramik

Polimer sintetik

Polimer Sintetik

Polimer (polymer) ialah sebatian yang terbentuk daripada molekul yang bergabung secara kimia ke dalam satu rantaian panjang. Molekul yang membentuk rantaian panjang tersebut dipanggil monomer.

Dengan kata lain, polimer bermaksud sebatian yang terdiri daripada banyak bahagian yang lebih kecil, iaitu monomer.

Polimer boleh dibahagikan kepada 2 jenis;

1. Polimer semulajadi
   Polimer yang diperolehi daripada hidupan seperti haiwan dan tumbuhan. 
   
   

   Polimer	Monomer
   Getah asli	Isoprena
   Kanji	Glukosa
   Protein	Asid amino

   
   
   

   Contoh- contoh polimer semulajadi:.

• kanji
• selulosa
• kapas
• protein
• sutera
• getah asli

1. Polimer sintetik (synthetic polymer). 
   Polimer buatan manusia. Polimer sintetik yang lazim digunakan adalah seperti plastik dan getah sintetik.
2. Polimer sintetik memainkan peranan penting dalam kehidupan seharian manusia. Kepentingan ini menyebabkan ahli sains terus menjalankan penyelidikan untuk menghasilkan polimer yang baru dan terkini secara buatan.

Polimer sintetik	Monomer	Contoh kegunaan
Getah stirena-butadiena (SBR)	Stirena dan butadiena	Tayar, tapak kasut.
Getah sintetik neoprena	Kloroprena	Paip air, sarung tangan
Getah butil (butyl)	Isobutilena dan isoprena	Tayar, tapak kasut, hos
Polivinil klorida (PVC)	Kloroetena (vinyl chloride)	Penebat elektrik
Gentian sintetik nilon (nylon)	Asid adipik dan heksametilena diamena	Tekstil sintetik, tali
Polietena	Etena	Beg plastik, bekas plastik
Polistirena (polystyrene)	Stirena	Bahan pembungkus, penebat haba
Perspeks (perspex)	Metil metakrilat (methyl methacrylate)	Alat optik, tingkap kapal terbang
Polipropena	Propena	Botol plastik
Pelekat epoksi (epoxy adhesive)	Amida	Pelekat, acuan

Wajar atau tidak penggunaan polimer sintetik dalam kehidupan?

Tidak wajar.Kerana kebanyakkan polimer adalah tidak terbiodegradasi yang mana tidak boleh diuraikan oleh bakteria atau pengurai.Maka akan menyebabkan berlakunya masalah pembuangan sampah kerana polimer tidak dapat diuraikan.Plastik yang dibuang boleh menyebabkan parit tersumbat dan berlaku banjir kilat.

Aloi

Aloi

Aloi
■ Aloi adalah campuran dua atau lebih logam (seperti gangsa atau loyang) atau logam, dengan sedikit bukan logam (seperti keluli).

■ Pengaloian

	⇟	Proses pencampuran atom asing ke dalam logam tulen.
	⇟	Apabila bendasing (atom asing) ditambahkan kepada logam tulen, sifat logam tulen akan berubah.
	⇟	Utuk memperbaiki kelemahan dan struktur logam tulen.

■ Pengaloian mengubah sifat sesuatu logam.

	↬	Menambah kekerasan logam ◉ Aluminium ditambah dengan magnesium dalam komposisi dalam komposisi yang sesuai untuk menghasilkan aloi yang bersifat keras dan ringan.
	↬	Mencegah kakisan ◉ Kromium dan nikel ditambah dalam ke dalam besi dengan kuantiti yang kecil untuk menghasilkan keluli nirkarat yang tahan karat.
	↬	Membaiki rupa bentuk logam ◉ Kuprum ditambah dengan zink dalam amaun yang kecil, aloi loyang yang mempunyai permukaan yang berkilat, akan terhasil. Hubungan antara Sifat-sifat Aloi dengan Susunan Zarahnya ■ Susunan zarah dalam logam tulen. ↠ Saiz atom dalam logam tulen adalah sama dan disusun secara rapat membentuk lapisan-lapisan atom, dan ini menyebabkan logam tulen lembut dan kurang kuat. ↠ Lapisan-lapisan atom ini mudah menggelongsor atas satu sama lain apabila dikenakan daya. ■ Susunan zarah dalam aloi. ↝ Apabila atom-atom logam lain dengan saiz yang berlainan ditambahkan kepada atom-atom logam tulen, hal ini mengganggu susunan lapisan-lapisan atom dan menyukarkan atom-atom itu menggelongsor atas satu sama lain. ↝ Sedikit logam lain ditambahkan kepada logam tulen untuk menjadikannya lebih keras dan lebih kuat. ■ Persamaan antara aloi dengan logam tulen. Kedua-duanya adalah konduktor haba dan elektrik yang baik. ■ Perbezaan antara aloi dengan logam tulen. Perbezaan Aloi Logam tulen Rupa bentuk Mempunyai permukaan yang sangat berkilat Mempunyai permukaan yang berkilat Ketertempaan Tidak boleh ditempa Boleh ditempa Kemuluran Tidak mulur Mulur Kekerasan Keras Lembut Kekuatan Kuat Lemah Ketahanan terhadap kakisan Ya Tidak Kepentingan Aloi Dalam Industri ■ Aloi superkonduktor ↱ Konduktor elektrik yang membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya pada rintangan sifar apabila disejukkan pada suhu yang sangat rendah. ↱ Dapat menjimatkan elektrik jika dibandingkan dengan konduktor yang dibuat daripada kuprum. ↱ Mempunyai sifat magnet. ■ Kegunaan aloi superkonduktor dalam industri Bidang Kegunaan Pengangkutan Penggunaan magnet dalam kereta api maglev meningkatkan halajunya. Telekomunikasi dan astronomi Aloi superkonduktor berupaya untuk mengesan sinaran pada panjang gelombang yang tidak dapat dikesan oleh alat yang sedia ada. Perindustrian Aloi superkonduktor dapat digunakan untuk menjanakan kuasa dan meningkatkan kestabilan tenaga yang disimpan selepas penjanaan. Wayar elektrik yang dibuat daripada aloi superkonduktor dapat menghantar arus elektrik untuk jarak yang jauh tanpa kehilangan tenaga. Perubatan Elektromagnet superkonduktor dimasukkan ke dalam badan pesakit untuk memeriksa organ yang tertentu secara visual pada skrin komputer. Elektronik Suis yang mengawal litar elektrik dalam komputer dapat beroperasi pada kadar yang sangat cepat dan tidak menghasilkan haba. Ketenteraan Aloi superkonduktor digunakan untuk mengesan periuk api di laut.

Ammonia dan Garamnya

Ammonia dan Garamnya



Kegunaan ammonia dalam kehidupan

• Membuat baja kimia.
• Membuat bahan letupan.
• Membuat gentian sintetik.
• Membuat asid nitrik.
• Sebagai agen penyejuk.
• Mencegah pembekuan susu getah.
• Membuat bahan pencuci

Sifat-sifat ammonia 

Pembuatan ammonia secara industri

Proses Haber digunakan untuk menghasilkan ammonia secara besar-besaran dalam perindustrian.

Ammonia dihasilkan melalui tindak balas antara gas nitrogen dengan gas hidrogen dalam nisbah 1:3 mengikut isipadu.

Gas hidrogen yang diperlukan diperolehi daripada pemprosesan gas asli.

Gas nitrogen pula diperolehi daripada penyulingan berperingkat udara cecair.

Semasa proses Haber:

1. Gas nitrogen dan hidrogen dicampurkan dalam nisbah yang betul, iaitu 1:3 megikut isipadu.
2. Campuran gas dikering dan ditulenkan sebelum bertindak balas. Langkah ini bertujuan untuk menyingkirkan bendasing seperti karbon monoksida dan karbon dioksida.
3. Campuran kemudiannya dimampatkan pada tekanan kira-kira 200 atmosfera.
4. Selepas pemampatan, campuran dilalukan ke dalam kebuk mangkin dimana serbuk besi dan penggalak (aluminium oksida) dicampurkan.
5. Campuran gas, mangkin dan penggalak kemudiannya dimasukkan ke dalam penukar haba dimana tindak balas berlaku. Suhu ditetapkan pada 500 °C.
6. Gas ammonia yang terhasil diasingkan secara kondensasi dan dikeluarkan dalam bentuk cecair.
7. Gas nitrogen dan hidrogen yang berlebihan dikitar semula dan disalurkan kembali ke penukar haba untuk meneruskan tindak balas tersebut.

Persamaan tindak balas penghasilan ammonia:

Penghasilan ammonia dipengaruhi oleh faktor berikut:

• Suhu.
• Tekanan.
• Kehadiran mangkin.

Faktor yang mempengaruhi kadar penghasilan ammonia
Suhu	a) Proses ini bersifat eksotermik (membebaskan haba). b) Jadi, penghasilan ammonia meningkat jika suhu dikurangkan. c) Tetapi, suhu yang terlalu rendah akan melambatkan tindak balas. d) Oleh itu, suhu optimum proses Haber ialah 450–500 °C.
Tekanan	a) Tindak balas yang menghasilkan ammonia menunjukkan pengurangan isipadu. b) Maka, tekanan yang tinggi menggalakkan penghasilan ammonia. c) Tetapi, tekanan yang terlalu tinggi menghasilkan banyak haba. d) Maka, tekanan optimum proses Haber ialah antara 200 hingga 500 atmosfera.
Mangkin	a) Mangkin diguna untuk meningkatkan kadar tindak balas antara gas nitrogen dan gas hidrogen. b) Serbuk besi adalah antara yang paling sesuai digunakan sebagai mangkin untuk proses Haber.

Persamaan tindak balas:

Penyediaan baja ammonium untuk tumbuhan

Tujuan: Menyediakan baja ammonium sulfat 

Bahan:  » Kertas litmus merah » Larutan ammonia 2mol dm-3 » Asid sulfurik cair 1mol dm-3 » Air suling » Kertas turas Radas: » Bikar 100cm3 » Rod kaca » Tungku kaki tiga » Penunu Bunsen » Kasa dawai » Corong turas » Silinder penyukat » Mangkuk penyejat Prosedur: ► 1. 25cm3 asid sulfurik disukat dengan silinder penyukat. Asid ini dituang ke dalam bikar 100cm3. 2. Larutan ammonia dititis setitik demi setitik ke dalam bikar itu sementara larutan dikacau dengan rod kaca. 3. Larutan yang terhasil diuji dengan kertas litmus merah dari semasa ke semasa. Penitisan larutan ammonia dihentikan sekiranya kertas litmus bertukar kepada biru (atau semasa larutan mengeluarkan bau ammonia). 4. Kemudian, larutan dituang ke dalam mangkuk penyejat. 5. Larutan dididihkan sehingga tepu. 6. Larutan tepu disejukkan pada suhu bilik. Hablur-hablur putih ammonium sulfat akan terbentuk. 7. Hablur-hablur garam itu dituras dan dibilas dengan air suling yang sejuk. 8. Hablur-hablur yang terbentuk dikeringkan dengan kertas turas. Analisis: ► Larutan ammonia adalah berlebihan ketika kertas litmus merah mula bertukar warna. ► Larutan tepu perlu disejukkan pada suhu bilik supaya penghabluran dapat berlaku. ► Hablur-hablur garam dibilas dengan sedikit air suling yang sejuk untuk menyingkirkan bendasing seperti larutan ammonia. Kesimpulan: ► Baja ammonium sulfat dapat disediakan melalui tindak balas antara larutan ammonia dengan asid sulfurik cair, dan kemudiannya melalui penghabluran.