Upload
amin-robi-setiawan
View
188
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Makalah ini menjelaskan tentang penerapan teknologi informasi dalam biologi.
Citation preview
MAKALAH PENGANTAR TEKNOLOGI INFORMASI
BIO-NANOTEKNOLOGI: PEMANFAATAN NANOTEKNOLOGI DALAM BIOLOGI
OLEH:
AMIN ROBI SETIAWAN
111810401008
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
TAHUN 2012
I. PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Aplikasi nanotechnology pada bidang biologi dan biokimia yang
digunakan bagi pengembangan bahan alam termasuk di dalamnya untuk
menghasilkan sebuah bahan/alat yang baru.
DNA (Deoxyribonucleicacid) adalah sebuah “molekul raksasa”yang
tersembunyi dalam inti sel hidup. Semua informasi tentang tubuh,dari mulai
warna rambut, bentuk hidung,bentuk mata ,warna kulit hingga bentuk dan
fungsi sel terkodekan dalam bagian yang disebut dengan gen dalam DNA.
Berat kode genetic dalam DNA adalah 5x10-10 gram ,sedangkan lebarnya
adalah2x10-4 milimeter. Dengan ukuran itu,jika direnggangkan panjangnya
mencapai 3 meter.
DNA terdiri atas milyaran pasang basa yang tersusun dalam bentuk
rantai heliks. Setiap rantai selalu terdiri dari empat kode : A(adenine),
T(timin), G(guanine), S(sitosin),dimana A berpasangan dengan T dan G
berpasangan dengan S
Molekul DNA berhasil “diubah” dan “disesuaikan” oleh prof Ehud
Saphiro menjadi sebuah computer terkecil di dunia. Jika computer biasa
menggunakan prosesor bahasa biner, maka empat kode nukleotida dari
sepotong DNA mampu mengolah sekitar 70.000.000.000 operasi
matematika. Sehingga komputer supermini ini 100.000 kali lebih cepat dari
computer konvensional tercanggih yang ada pada saat ini. Hal ini merupakan
penemuan spektakuler dan tercatat dalam Guiness Book World of Record
sebagai “The Smallest Biological Computing Device”.
Kutipan di atas merupakan salah satu dari pengembangan bio-
nanoteknologi, masih banyak lagi yang perlu penjelasan lebih rinci. Hal
tersebut menjadi latar belakang dari penulisan dan penyusunan makalah ini.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dibahas pada makalah ini adalah:
I.2.1. Apa definisi Bio-nanoteknologi?
I.2.2. Bagaimana manfaat nanoteknologi bagi kehidupan?
I.2.3. Bagaimana manfaat nanoteknologi dalam biologi?
I.2.4. Apa saja kelebihan bio-nanoteknologi dalam pengembangan
sains?
1.3. Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk menjelaskan:
1.3.1. definisi dari bio-naoteknologi,
1.3.2. manfaat nanoteknologi bagi kehidupan,
1.3.3. peran nanoteknologi dalam biologi,
1.3.4. kelebihan bio-nanoteknologi dalam pengembangan sains.
II. PEMBAHASAN
Bio-nanoteknologi merupakan gabungan antara biologi dan
nanoteknologi yang cenderung untuk menghasilkan teknologi khususnya
nanoteknologi dari bahan biologis. Adapun istilah lain yang sering dikait-
kaitkan dengan bio-nanoteknologi adalah nano-bioteknologi, yaitu
pemanfaatan nanoteknologi untuk pengembangan bioteknologi. Namun
demikian keduanya saling berkaitan seperti pada skema berikut:
Nanoteknologi sendiri memiliki banyak sekali manfaat bagi kehidupan
manusia. Berikut merupakan contoh pemanfaatan nanoteknologi dalam
kehidupan :
Teknologi Nanosolar, yaitu pemanfaatan partikel nano sebagai panel
tenaga surya.
Nanomedicine, adalah salah satu penerapan nanotechnology.
Pendekatan bidang ini didasarkan pada penggunaan nanomaterial
bidang pengobatan sebagai nanoelektronik biosensor dan mungkin
dimasa depan sebagai aplikasi dari molekular nanoteknologi.
Nanomedical melakukan pendekatan pada sistem penghantaran obat
dengan pengembangan partikel dalam skala nano, sehingga mampu
meningkatkan bioavailabilitas dari obat. Bioavailabilatas mengacu
kepada keberadaan molekul obat dalam tubuh dan hubungannya
dengan nanotech diharapkan mampu untuk melakukan hal yang lebih
baik. Sistem penghantaran obat dengan nanotech lebih mengacu pada
upaya memaksimalkan bioavailabilitas diantara reseptor spesifik dalam
jangka waktu tertentu. Hal ini akan dicapai oleh target molekul dengan
perangkat nanoengineered. Metode baru dalan nanoengineered adalah
pegembangan material untuk perangkat ultrasonik dan MRI yang lebih
baik. Materi yang dikembangkan mungkin lebih efektif dalam merawat
penyakit seperti kanker.
Perangkat elektronik juga tidak lepas dari teknologi nanopartikel.
Bahkan dalam beberapa tahun terakhir telah ditemukan komputer
dengan prosesor yang terbuat dari DNA atau yang biasa disebut
Komputer DNA, meskipun sampai saat ini penelitian mengenai komputer
DNA masih belum jauh lebih baik dari komputer konvensional karena
penelitian masih terbatas pada prosesor saja.
Pemanfaatan nanoteknologi juga merambah pada masalah pangan dan
pertanian. Kemasan makanan antimikroba misalnya, mampu mencegah
pertumbuhan jamur/bakteri yang dapat membusukkan makanan karena
memiliki nanopartikel perak (Ag) yang memiliki sifat antimikroba. Selain
itu terdapat pula kemasan anti-UV yang terbuat dari nanopartikel TiO2;
deteksi mikroba pada pangan oleh protein luminescent yang mampu
menempel pada Salmonella dan E.coli; dan sensor penguji kadaluwarsa
berupa nanosensor yang sensitif terhadap gas yang ditimbulkan
makanan basi. Sedangkan dalam pertanian telah ditemukan nano-farm
yang merupakan pupuk dan pestisida dari bahan nanopartikel.
Dalam bidang industri, nanoteknologi juga banyak digunakan.
Nanofluids-lubricants yaitu nanopartikel yang berada pada fluida yang
mampu meningkatkan thermal properties (performs well at high/low
temperatures, transfers heat well, insulates well, dll.). Disamping itu
partikel nano dimanfaatkan pula untuk membuat Nanocompossite,
Nanocoating, Anti-corrosion, dan Anti-fouling.
Keterkaitan antara biologi dan nanoteknologi sangat banyak, salah
satunya adalah komputer nano yang telah disinggung pada pembahasan
sebelumnya. Selain itu penemuan mikroskop dengan teknologi nano juga
merupakan hal yang menakjubkan.
Prosesor dari DNA
Jika komputer DNA akan dirancang memiliki kecepatan 100.000 kali
lebih cepat daripada komputer konvensional dan dengan biaya yang lebih
murah. Maka mikroskop teknologi nano yang telah ditemukan oleh dua ahli
fisika Heinrich Rohrer dan Gerd Karl Binnig memiliki keunggulan tersendiri.
Mikroskop biasa tidak dapat melihat dalam ukuran skala nano. Ini
disebabkan ukuran atom atau molekul yang lebih kecil dari panjang
gelombang cahaya yang tampak pada panjang gelombang antara 500-
700nm. Sedangkan Scanning Tunelling Mikroscope (STM), mikroskop yang
mereka temukan merupakan suatu peralatan yang berguna untuk melihat
struktur material berdasarkan distribusi electron atom-atom permukaan ketika
diberi medan listrik yang besar antara permukaan sampel dengan sebuah
jarum yang ukurannya dalam nanometer. Karena muatan selalu berkumpul
diujung yang tajam, maka jarum ini mesti sekecil-kecilnya agar dihasilkan
medan listrik yang besar. Jarum ini didekatkan pada permukaan sampel lalu
diberi beda potensial yang tinggi untuk menghasilkan medan listrik yang
besar antara jarum dan permukaan sampel. Karena medan listrik yang besar
ini maka elektron-elektron dari atom-atom pada permukaan logam berusaha
melompat keujung jarum tadi. Keluarnya elektron ini dapat diamati dengan
bantuan komputer sehingga distribusi elektron yang juga menunjukan
distribusi atom dapat diperoleh.
Sistem kerja Scan Tunneling Microscopy
Alat Scan Tunneling Microscopy
Alat ini berguna untuk menggambarkan kedudukan atom di
permukaan sampel untuk menentukan lekak lekuk permukaan bahan.
Gambar yang dihasilkan dengan STM ini mampu mencapai ketelitian sampai
1/25 dari ukuran diameter atom tunggal sehingga membuat gambar yang
dihasilkan dapat terlihat dengan jelas meskipun objek aslinya hanya berorde
beberapa nanometer saja. Dengan ketelitian seperti itu, gambar tiga dimensi
yang dihasilkan oleh STM ini mampu menangkap permukaan sebuah
material dengan baik yang sangat berguna terutama pada penelitian dasar
material nano seperti kekasaran permukaan, observasi cacat pada
permukaan, serta penentuan ukuran molekul dan agregat pada permukaan
sebuah material.
Bentuk 3 dimensi yang dihasilakan oleh STM
Pada tahun 1985 Benning mengusulkan ide yang lebig sederhana lagi
yaitu untuk bahan yang memiliki konduktifitas rendah dibuatlah Atomic Force
Microscope (AFM). Mikroskop ini benar-benar menyentuh permukaan struktur
permukaan atom secara akurat. Dimana ujung jarum AFM disentuhkan dan
digerakkan perlahan-lahan sepanjang permukaan struktur dari atom molekul
dapat dilihat pada gambar. Jarum AFM mempunyai pegas yang bisa
meregang dan merapat sesuai dengan permukaan atom.
Jarum AFM yang digerakan sepanjang permukaan stuktur atom.
alat Atomic Force Microscope
Dengan kedua alat inilah para para peneliti akhirnya mampu
merekayasa untuk menyusun atom-atom dalam skala nano yang sangat
dibutuhkan dalam teknologi nano. Berbagai temuan yang spektakuler di
banyak bidang mulai dari semikonduktor, metalurgi, elektro kimia, bahkan
biologi molecular mampu diungkap oleh alat STM dan ATM ini.
III. KESIMPULAN
Dari pemaparan di atas dapat disimpyulkan bahwa:
1. Bio-nanoteknologi merupakan gabungan antara biologi dan
nanoteknologi yang cenderung untuk menghasilkan teknologi
khususnya nanoteknologi dari bahan biologis
2. Manfaat nanoteknologi sangat besar bagi seluruh aspek kehidupan,
dengan ditemukannya peralatan dari bahan nanopartikel.
3. Nanoteknologi memiliki kontribusi besar dalam biologi, begitu pula
sebaliknya.
4. Alat- alat yang telah ditemukan dengan teknologi nano memiliki
banyak kelebihan dibandingkan dengan teknologi konvensional.
DAFTAR PUSTAKA
Yang. Peidong. Luzzi. David E. .2007. Nanotechnology. Microsoft® Student
DVD. Redmond, WA: Microsoft Corporation.
Bish S. et al.2007. Polymeric nanoparticle-encapsulated curcumin
(nanocurcumin): a novel strategy for human cancer therapy. Journal
of Nanobiotechnology. Biomed Central.
http://www.jnanobiotechnology.com
Poli,M.E. 2006.Teknologi Masa Depan ”Nanoteknologi”. Manado: UNIVERSITAS SAM RATULANGI.