Rajah: Aplikasi bahan nano dan teknologi nano dalam pelbagai sektor (Saratale, 2018)

 

Berikut adalah beberapa sektor yang mengaplikasikan bahan nano.

        Perubatan nano

• Dalam dunia moden, kanser adalah salah satu punca utama kematian. Penggunaan klinikal ubat kemoterapeutik kanser sangat dikekang oleh keterlarutan air yang lemah, pengedaran biologi tidak spesifik, dan kesan terapeutik yang berkurangan. Walau bagaimanapun, teknologi penyampaian dadah nano yang inovatif boleh menangani kelemahan ini. Dadah dan pembawa nano bekerjasama untuk mencapai pelepasan terkawal, penyasaran yang lebih baik dan peningkatan kecekapan pemuatan. Pentadbiran Makanan dan Dadah setakat ini telah meluluskan sekitar 50 dadah nano untuk digunakan dalam merawat pelbagai penyakit. Berbanding dengan kemoterapi konvensional, dadah nano lebih berpotensi besar untuk merawat penyakit dengan lebih keberkesanan serta kesan sampingan yang lebih sedikit. Pembawa nano sensitif pH yang boleh memotong molekul ubat dan memusnahkan sel kanser tanpa merosakkan sel sihat telah dicipta menggunakan disulfida dan hidrzon sebagai blok bangunan. Lipid (liposom), polimer (makromolekul, misel atau dendrimer), dan virus semuanya boleh digunakan untuk mencipta pembawa nano.

  Strategi reka bentuk untuk zarah nano kulit teras yang distabilkan dengan cengkerang tebal untuk pentadbiran ubat mendalam telah diterbitkan oleh Chen XS, et al. Untuk penembusan tisu dan penyerapan sel, pengurangan saiz yang ketara dan pembalikan cas adalah berfaedah. Cengkerang disusun oleh daya elektrostatik dalam polipeptida yang diubah suai dengan anhidrida dimetilmaleik. Saiz zarah nano bertindan cengkerang berkurangan secara drastik daripada 145 nanometer kepada 40 nanometer dalam persekitaran mikro berasid tisu tumor, manakala cas permukaan berubah daripada -7.4 milivolt kepada 8.2 milivolt. Perpecahan nukleus berkaitan disulfida dalam sel mempercepatkan pembebasan ubat intraselular dan meningkatkan keberkesanan antikanser. Ubat antineoplastik boleh dihantar oleh pembawa nano ini ke lokasi tumor yang lebih dalam.

• Pencemaran alam sekitar

•  

  Kesihatan ekosistem berisiko disebabkan oleh pelepasan zarah nano ke persekitaran sekeliling dan harus ditangani segera. Pemendapan basah, tapak pelupusan sampah, kilang, dan penggunaan produk yang mengandungi bahan nano adalah antara sumber pelepasan zarah nano. Proses tak organik dalam organisma mengubah, mengumpul, dan merendahkan peredaran bahan nano. Untuk mengeluarkan bahan pencemar daripada air dan udara, zarah nano logam dan logam oksida telah digunakan. Bahan nano digunakan lebih kerap, yang meningkatkan pelepasan alam sekitar. Dengan menjana spesies oksigen reaktif, bahan nano tak organik seperti SiO2, TiO2, dan ZnO menghasilkan ketoksikan yang tinggi kepada mikroorganisma dan mempunyai kesan tekanan oksidatif. Koloid Fullerene (C60) juga menunjukkan aktiviti antimikrob. Koloid Fullerene (C60) mempamerkan kesan tekanan oksidatif, yang boleh membawa kepada peroksidasi lipid yang teruk dalam otak ikan. Kitaran geokimia terutamanya didorong oleh mikrob, yang juga merupakan asas ekosistem dan rantai makanan. Untuk mengekalkan kesihatan alam sekitar, adalah penting untuk memahami bagaimana bahan nano dan mikrob berinteraksi. Persekitaran ekologi akan terjejas oleh penciptaan dan pelepasan bahan nano. Penciptaan bahan nano membebaskan ion logam yang sangat berbahaya kepada alam sekitar.

• Biosensor

•  

  Pada permukaan penderia mikrobiologi perubatan, komponen biologi seperti antibodi, enzim dan antigen telah ditetapkan sebagai sebahagian daripadanya. Ujian kuantitatif kehadiran atau ketiadaan mikroorganisma tertentu dicapai oleh mikroorganisma yang bergabung dengan tepat ke permukaan sensor dan menghasilkan isyarat elektrik untuk pengesanan. Sebagai bahan konduktif tinggi yang boleh mengukuhkan elektrod penderia dan pusat tindak balas biologi, sebatian logam nano mempunyai banyak kegunaan dalam penderia mikrob. Tindak balas kimia berjalan lebih cepat disebabkan oleh mekanisme pemindahan elektron, yang juga meningkatkan sensitiviti sensor. Untuk melakukan diagnosis dan rawatan, biosensor tersebut mungkin disuntik ke dalam badan pesakit dan bertindak sebagai pembawa atau siasatan untuk mengumpulkan maklumat yang lebih khusus tentang badan pesakit. Untuk mencipta biosensor antibodi berlabel zarah nano Au, tiub nano karbon digunakan sebagai substrat dan nanosfera  sebagai beban. Kaedah ini mempunyai had pengesanan yang lebih rendah dan arus sepadan yang lebih besar daripada kaedah pengesanan tradisional.

 

 

Rujukan

Elprocus. (2022). What are Nanomaterials – Classification and Its Properties. Retrieved from https://www.elprocus.com/nanomaterials-classifications-and-its-properties/

Gorai, D. S. (2019, August 9). Introduction to Nanomaterials and Nanotechnology. Retrieved from https://agc.ac.in/resources/Introduction_to_Nanomaterials_and_Nanotechnology.pdf

Jayvadan K. Patel, A. P. (2021, June 24). Introduction to Nanomaterials and Nanotechnology. Retrieved from https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-50703-9_1

1. Rizwan, A. S. (2021). Chapter 3 - Types and classification of nanomaterials. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012823823300001X

Nanowerk. (2022). What are Nanomaterials? Retrieved from https://www.nanowerk.com/what-are-nanomaterials.php

Vladimir Pokropivny, R. L. (2007). Introduction to Nanomaterials and Nanotechnology. Retrieved from https://www.researchgate.net/profile/Alex-Pokropivny/publication/299345334_Introduction_in_nanomaterials_and_nanotechnology/links/56f160e008ae1cb29a3d0c2d/Introduction-in-nanomaterials-and-nanotechnology.pdf

Zhang, L. (2019, June 27). Applications, Challenges and Development of Nanomaterials and Nanotechnology. Retrieved from https://jcsp.org.pk/PublishedVersion/f7845589-394c-478e-aae3-4346169943f4Manuscript%20no%203,%20Final%20Galley%20 Proof%20of%2012199%20(Ling%20Zhang).pdf

 

Oleh,

Nurintan binti Jamil, Pelajar Intern, Laboratori Sintesis dan Pencirian Bahan Nano (NSCL), ION2 &
Dr. Mohd Hafizuddin Ab Ghani, Pegawai Penyelidik, Laboratori Sintesis dan Pencirian Bahan Nano (NSCL), ION2

 

Tarikh Input: 30/09/2022 | Kemaskini: 07/10/2022 | roslina_ar