Nanoteknologi dan Tekstil Canggih

texti

Banyak orang menganggap industri tekstil sebagai industri kuno yang tidak menarik lagi. Bagi sebagian orang, ini adalah sunset industry, industri yang tidak dianggap menghasilkan laba yang banyak. Sedikit pula orang yang menyadari bahwa sekarang banyak bahan tekstil baru yang memanfaatkan nantoteknologi, dan memiliki sifat-sifat canggih yang tidak dikenal sebelum zaman ini.

Penjelasan tentang nanoteknologi harus dimulai dengan menjelaskan apa itu nano. Kata nano itu adalah kata berasal dari bahasa Yunani, yang digunakan sebagai awalan satuan. Kita paling akrab dengan kata kilo, yang artinya seribu. Kilo yang paling sering kita pakai tanpa menyebut satuan di belakangnya merujuk pada kilometer (seribu meter) dan kilogram (seribu gram). Selain pada kedua satuan itu istilah kilo sebenarnya banyak dipakai dalam pernyataan lain seperti kiloliter, kiloton, kilohertz, dan seterusnya.

nanonSelain kilo ada hekto, deka, masing-masing bermakna 100 dan 10. Di atas kilo mega (1000) giga (1.000.000) dan seterusnya. Di bawah deka ada yang tidak pakai awalan, berarti 1. Misalnya 1 meter, ya satu meter. Di bawah itu ada desi (0,1). 1 desi meter (dm) adalah 0,1 meter. Di bawah itu ada senti, ) 0,01 atau seper seratus), mili (0,001 atau seper seribu), mikro (0,000001 seper sejuta), dan nano (0,000000001 atau seper semilyar). Jadi 1 nanometer adalah 1 per 1 milyar meter.

Untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas soal skala ini, beberapa contoh bisa diungkapkan. Ukuran bakteria adalah sekitar 1000 nanometer (nm). Diameter rambut manusia sekitar 80.000 nm, sedangkan panjang seekor semut adalah sekitar sejuta nanometer.

Apa hubungannya dengan nanoteknologi? Nanoteknologi adalah teknologi yang menggunakan bahan dalam orde nanometer. Bahan yang dipakai berukuran satu sampai puluhan atau seratusan nanometer. Bahan-bahan ini dibuat dengan dua cara: bottom up dan top down.

Bottom up artinya bahan-bahan dibuat dengan mengatur atom-atom atau molekul suatu bahan untuk tersusun sesuai keinginan, dan produknya dibatasi sampai pada skala nanometer saja. Caranya misalnya dengan menguapkan suatu bahan, lalu menjadikannya padat kembali dengan cara yang sangat khusus, seperti metode molecular beam epitaxy, chemical vapor deposition, dan sebagainya. Gampangnya, orang bisa membuat “bedil partikel”, kemudian ia menembakkan peluru-peluru partikel itu ke sebuah target, sehingga partikel-partikel tersebut membentuk susunan tertentu.

Adapun cara top down adalah dengan membuat bahan yang sangat kecil dari bahan yang besar dengan cara membelahnya. Saya kira cara ini lebih mudah dibayangkan.

Mengapa nanomaterial? Bahan-bahan dalam skala “natural” atau skala asal ternyata banyak yang “menyembunyikan” sifat hebatnya. Sifat itu hanya bisa muncul kalau ia membentuk struktur tertentu. Menarik untuk disimak bahwa suatu bahan bisa saja terbuat dari unsur yang sama, tapi sifatnya akan sangat berbeda tergantung pada bagaimana atom-atom itu tersusun. Karbon itu pada susunan atom tertentu “hanya” akan jadi batubara. Tapi dengan susunan atom tertentu karbon dapat membentuk intan. Selain itu ada pula serat karbon yang dikenal sangat keras, sepuluh kali lipas lebih kuat dari baja. Lalu, yang mutakhir adalah karbon tabung nano (carbon nanotube), yaitu atom-atom karbon membentuk struktur tabung berukuran sekian nanometer. Bahan ini punya banyak sifat unik dan unggul, dari sisi mekanik maupun elektronik.

Ada lagi contoh lain, yaitu partikel nano. Ada bahan yang dalam ukuran di atas skala nano tidak menunjukkan sifat ferromagnetik (tidak ditarik oleh medan magnet), namun ketika ia dipecah menjadi partikel berskala nano ia akan menjadi ferromagnet. Mengapa begitu? Pada saat ia dalam skala di atas nano, spin yang menyebabkan sifat magnet tadi saling berlawanan dalam bahan tersebut (membentuk domain) sehingga saling menghapuskan. Ketika ia dipecah dalam skala nano, maka spin-spin itu tidak saling berinteraksi, dan muncul sebagai penyebab sifat magnet tersebut.

Pakain yang kita kenakan dibuat dari kain. Kain adalah tenunan atau rajutan benang-benang. Sedangkan benang terbuat dari serat yang dipintal. Apa itu serat? Contoh yang paling umum adalah kapas. Kapas itu kalau dipintal akan menjadi benang. Ada banyak lagi contoh serat yang biasa dipakai di industri tekstil, di antaranya bulu domba (wol), kepompong ulat sutera, serat kayu (rayon), dan sebagainya. Bahan-bahan ini berasal dari alam, sehingga biasa disebut serat alam (natural fiber).

Selain bahan alami ada banyak serat tekstil yang merupakan hasil sintesa kimia, umumnya dihasilkan dari bahan kimia berbasis minyak bumi (petrokimia). Bahan ini biasa dikenal dengan istilah polimer sintetis. Polimer adalah bahan yang terbentuk dari ikatan antar molekul (mer) dalam jumlah tak terbatas (poli). Bahan-bahan alam yang disebutkan tadi adalah polimer juga, yang dikenal sebagai polimer alami (natural polymer). Polyester adalah polimer sintesis yang paling banyak dipakai untuk tekstil, sedangkan untuk bahan alami kapas adalah yang paling banyak dipakai.

Bahan tekstil canggih dibuat dengan mengatur sifat-sifat bahan melalui berbagai manipulasi di tingkat nano. Misalnya, bila kita menginginkan bahan yang tahan air (tidak basah), maka kita bisa mengatur molekul-molekul sedemikian rupa agar hidrofobisitas (kemampuan menolak air) tinggi. Caranya dengan memakai molekul yang tidak mudah membentuk ikatan hidrogen maupun ikatan Van der Waals, dua jenis ikatan yang biasanya mengikat air. Demikian pula sebaliknya, bila kita ingin bahan dengan kemampuan menyerap air yang tinggi, maka kita bisa mendesain molekul-molekul dengan hidrofilisitas tinggi.

nanotexSelain dua sifat di atas (hidrofobisitas dan hidrofilisitas) ada berbagai sifat bahan yang bisa diatur dengan manipulasi nanoteknologi, seperti kekuatan secara mekanis, ketahanan terhadap api, proteksi terhadap sinar ultraviolet, dan sebagainya. Dengan kemampuan kita mengendalikan sifat-sifat bahan pada tingkat nano, kita bisa membuat berbagai jenis bahan dengan berbagai sifat yang unik. Tentu saja tidak hanya pada pembuatan fiber saja efek fungsi bahan dapat dikendalikan. Pada proses pemintalan, penenunan, dan proses akhir (finishing) juga dapat dilakukan beberapa manipulasi.

Berbagai jenis tekstil canggih kini beredar di pasar. Salah satu pelopor produsen tekstil canggih adalah Uniqlo. Bersama Toray perusahaan ini tidak hanya berbisnis dengan aspek-aspek design seperti warna dan potongan baju, tapi juga berbasis pada sifat bahan. Salah satu produknya yang terkenal adalah Heattech. Ini adalah bahan untuk sweater yang tipis namun hangat. Dengan bahan ini orang tidak lagi perlu memakai baju tebal yang mengganggu gaya selama musim dingin. Orang bisa menikmati kehangatan sambil tetap bergaya.

Masih ada berbagai jenis bahan pakaian canggih, seperti bahan yang sangat ringan, mudah kering, antibakteria, dan sebagainya. Jadi, bisnis tekstil bukanlah bisnis kuno, namun sebuah bisnis canggih. Tentu saja, hanya bagi perusahaan-perusahaan yang punya teknologi.

 

2 thoughts on “Nanoteknologi dan Tekstil Canggih

  1. Joko

    Tulisan yg bisa menambah wawasan pembaca, terutama saya sbg guru sains. Mohon ijin untuk meng-copy artikel bpk ttg ‘belajar’ dan ‘nano teknologi’ pak. Maturnuwun.

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *