Sintesis Hijau Nanopartikel Dan Peranannya Dalam Aplikasi Sensor | INSTITUT NANOSAINS DAN NANOTEKNOLOGI (ION2)

» ARTIKEL » Sintesis Hijau Nanopartikel dan Peranannya dalam Aplikasi Sensor

Sintesis Hijau Nanopartikel dan Peranannya dalam Aplikasi Sensor

Sejak sedekad yang lalu, nanopartikel yang mempunyai keistimewaan dalam nanosains dan nanoteknologi telah menjalani penyelidikan dan perkembangan yang aktif dalam pelbagai bidang seperti sensor, pemangkinan dan perubatan. Apa itu nanopartikel? Secara umumnya, nanopartikel adalah ditakrifkan sebagai zarah kecil berukuran antara 1 hingga 100 nanometer, wujud dalam pelbagai bentuk dan mempunyai sifat fizikokimianya tersendiri. Nanopartikel boleh dikelaskan kepada pelbagai jenis mengikut saiz, morfologi, sifat-sifat fizik dan kimia. Antaranya ialah nanopartikel berasaskan karbon, nanopartikel seramik, nanopartikel logam, nanopartikel logam oksida, nanopartikel semikonduktor, nanopartikel polimer, dan nanopartikel berasaskan lipid.

Bagaimana nanopartikel dihasilkan? Nanopartikel boleh dihasilkan dengan menggunakan dua kaedah sintesis, iaitu teknik “top-down” dan “bottom-up”. Dalam kaedah “top-down”, nanopartikel dihasilkan dengan penurunan saiz daripada zarah yang besar atau bahan pukal dan boleh diperolehi daripada kaedah seperti teknik kimia, ablasi laser, pengisaran mekanikal dan percikan. Manakala, dalam kaedah “bottom-up”, nanopartikel dihasilkan dengan menggabungkan atom-atom atau molekul-molekul, di mana tindak balas penting yang berlaku adalah penurunan atau pengoksidaan. Kaedah “bottom-up” merangkumi litografi nanosfera, kimia, fotokimia, elektrokimia, dan teknik pengurangan haba.

Sintesis hijau merupakan kaedah “bottom-up” yang menjadi trend terkini dalam menghasilkan nanopartikel yang mampu menggantikan kaedah sintesis konvensional (kaedah fizikal dan kimia) dengan kaedah yang lebih mesra alam dan murah. Tambahan pula, nanopartikel yang disintesis secara konvensional selalunya mempunyai batasan dalam aplikasi biosensor kerana kaedah ini selalunya menggunakan bahan pelarut toksik, menghasilkan produk sampingan yang berbahaya serta struktur permukaan yang tidak sempurna. Proses sintesis hijau selalunya dapat dihasilkan dengan menggunakan mikroorganisma (bakteria, yis, kulat dan alga) atau ekstrak tumbuhan. Berbeza dengan mikroorganisma, tumbuhan lebih digunakan secara menyeluruh dalam sintesis nanopartikel. Ini kerana, biomolekul dalam ektrak tumbuhan menunjukkan sifat sebagai agen penurunan dan penstabilan yang baik. Kestabilan nanopartikel adalah penting dalam memastikan aplikasinya. Oleh itu, biomolekul di dalam tumbuhan memainkan peranan penting dalam sintesis hijau nanopartikel.

Sensor adalah peranti yang menerima data atau maklumat dengan mengesan peristiwa atau perubahan dalam persekitaran dunia nyata dan memindahkan data dalam bentuk kod ke dalam komputer untuk dihasilkan output yang dikehendaki. Nanopartikel emas merupakan antara paling banyak dikaji dalam aplikasi biosensor di antara semua nanopartikel logam kerana ianya mudah untuk dikonjugasikan dengan bahagian yang dikenalpasti seperti antibodi pada permukaan biomolekul untuk pengesanannya. Nanopartikel emas memberikan tahap kepekaan yang tinggi terhadap pengesanan sel kanser, tahap glukosa darah, bakteria, virus, molekul biologi, sebatian kimia, bahan pencemar dan patogen.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini banyak penyelidikan yang dilakukan mengenai sintesis hijau nanopartikel dan keupayaan pengesanannya. Satu kajian daripada Universiti Teknologi Malaysia telah membuktikan bahawa sensor diubahsuai dengan menggunakan nanopartikel emas yang disintesis menggunakan ekstrak rosel (Hibiscus sabdariffa) mampu untuk mengesan ion nitrit di dalam air yang menunjukkan tahap kepekaan yang tinggi. Dalam kajian ini, Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR) dan Spektroskopi UV-nampak (UV-vis) telah digunakan dan didapati bahawa asid klorogenik yang merupakan biomolekul utama terdapat dalam rosel berjaya dikonjugasikan dengan nanopartikel emas. Biomolekul ini bertindak sebagai agen penurunan dan penstabilan dalam penghasilan nanopartikel emas. Penggunaan sintesis hijau nanopartikel dalam bidang sensor adalah sangat menarik dan perlu dikaji dengan lebih lanjut bagi memperluaskan prospek di masa hadapan.