Nanoteknologi: Harapan Masa Depan Industri Nasional

Presentasi berjudul: "Nanoteknologi: Harapan Masa Depan Industri Nasional"— Transcript presentasi:

1 Nanoteknologi: Harapan Masa Depan Industri Nasional
Setyo Purwanto MNI PTBIN-BATAN

2 PENDAHULUAN Nanoteknologi menjadi pusat perhatian seluruh dunia dalam kaitan aplikasi dan penerapannya dalam dunia industri untuk memenangkan persaingan global. Perubahan paradigma dalam memandang teknologi, dimana sifat-sifat dan performansi material selama ini dapat direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi lebih efektif, efisien dan berdaya guna

3 “The (nano) tsunami is gaining height “, Tim Harper, Cientifica

4 Teknologi abad 21

5 Revolusi nanoteknologi akan berimpak sangat besar sebanding dengan empat revolusi industri yang pernah ada. Peluang nanoteknologi dalam dunia industri Departemen Perindustrian telah membuat KIN yang berumuskan arah kebijakan industri nasional dengan mengelompokkannya menjadi 10 klaster industri yang telah diprioritaskan guna meningkatkan daya saing

6 Nanoteknologi: Change life style
Pengguna HP di Indonesia 90 jt

7 Nanotechnology In Application
NanoCoat For Automotive NanoTextile NanoArmor NanoMedicine

8 Nanotechnology In Application

9 Konsep pendekatan pembuatan produk nano
Berdasarkan tahapan perkembangan nanoteknologi Roco, Mihail. “Nanoscale Science and Engineering: Unifying and Transforming Tools.” AIChE Journal. May 2004; 50(5);

10 Analisa Eksternal Arah Pengembangan Nanoteknologi Dunia Aplikasi Nanoteknologi Dunia Relevansi dengan penerapan nanoteknologi di industri nasional

11 Arah & Perkembangan Nanoteknologi Dunia
Nanomaterial (Nanoporous, Nanoparticles/Nanocomposites, Dendrimers, Thin Film & Coatings) Health and Medical Systems (Encapsulation, Delivery & Targeting of Drug, Biomolecular Sensor, Medical lmaging) Energy Solar Cell, Thermoelectricity, Rechargeable Batteries and Supercapacitors, Heat Insulation and Conductance (EC and FP6, at NRM Conference Roma 2004)

12 Alokasi dana untuk nanoteknologi periode 2006-2010
Sumber: Technology Transfer Centre, 2007

13 Jumlah publikasi nanoteknologi di dunia berdasarkan negara

14 Jumlah Paten nanoteknologi di dunia berdasarkan negara

15 Status Nanoteknologi Amerika Serikat (USA)
Tabel Distribusi pendanaan tahun fiskal 2009 di lihat dari Komponen Kegiatan Kegiatan/Bidang/Sektor USD (juta ) Fundamental Nanoscale Phenomena 550,8 Nanoscale Devices and Systems 327,0 Nanomaterials 227,2 Major research Fasilities and Instrument Acquisition 161,3 Instrumentation, Research, Metrology and Standards 81,5 Environment,health, Safety (EHS) 76,4 Nanomanufacturing 62,1 Education and Societal Issues 40,7

16 Status Penerapan Nanoteknologi di Dunia

17 PASAR NANOFOOD

18 NANOTEKNOLOGI DI INDUSTRI PANGAN

19 Aplikasi Nanoteknologi di Bidang Pangan
Pemrosesan makanan Produk makanan (pangan fungsional) Food monitoring Kemasan makanan Pertanian (nano-farm: pupuk, pestisida)

20 FOOD PROCESSING

21

22

23 Food Processing Aids Ditambahkan pada makanan sebagai processing aid
Meningkatkan sifat flow (kemudahan dituang), warna dan kestabilan selama proses, atau meningkatkan daya tahan Nanopartikel aluminosilikat: Anti-caking agent makanan bentuk granular atau tepung Anatase TiO2: additive pemutih dan memberi tampilan cerah pada produk permen, gula-gula, dan keju TiO2 food grade

24 FOOD PRODUCT (INCLUDING FOOD PACKAGING)

25 FUNCTIONAL FOOD Nanopartikel pewarna makanan: karotenoid (pewarna jeruk dan margarin) , likopen. Nutritional additive: Dalam bentuk nanopartikel atau nanokapsul (vitamin, mineral, probiotik, peptida bioaktif, antioksidan) Flavouring additive

26 KEMASAN ANTIMIKROBA Dengan nanosilver
Nanopartikel perak (Ag) yang memiliki sifat antimikroba, mencegah pertumbuhan mikroba (bakteri/jamur) yang dapat membusukkan makanan.

27 KEMASAN ANTI-UV Melindungi makanan dari sinar UV
Dengan Nanopartikel TiO2 Melindungi makanan dari sinar UV

28 KEMASAN NANOKOMPOSIT Nanopolimer (PET, nilon)/ Nanokomposit polimer Meningkatkan sifat fisik, mekanik dan daya tahan panas kemasan

29 Figure. A projection of post-consumer plastic waste is shown for different sectors in the year 2000.
29

30 Limbah Plastik 30

31 How to solve the problem?
Masalah yang timbul oleh penggunaan polimer antara lain : pencemaran lingkungan (limbah) pemanasan global (global warming) How to solve the problem? 31

32 Solusi 32

33 Reuse (memakai kembali)
memakai kembali bekas botol minuman sebagai wadah atau pot bunga, mengisi ulang botol air minuman dan sebagainya. Reduce (mengurangi) mengurangi membeli minuman air kemasan. mengganti kemasan dengan bahan yang mudah terurai (biodegradable plastic) mengurangi penggunaan kertas tissue dengan sapu tangan, mengurangi penggunaan kertas di kantor dengan print preview sebelum mencetak agar tidak salah, baca koran online, dan lainnya. Repair (memperbaiki) memperbaiki barang-barang agar dapat digunakan kembali Recycle (mendaur ulang) sampah polimer didaur ulang kembali menjadi barang baru, diolah sebagai bahan campuran. 33

34 Nanomaterial berbasis Sumber Daya Alam

35 $1 Trillion! per tahun pada 2015
Dampak Nanoteknologi Dampak Ekonomi Prediksi Pasar (dalam 10 tahun)* $340B/yr NanoMaterial $300B/yr Electronik $180B/yr Pharmaceuticals $100B/yr Industi Kimia $ 70B/yr Aerospace $ 20B/yr Peralatan $ 30B/yr Kesehatan $ 45B/yr Lingkungan $1 Trillion! per tahun pada 2015 *Estimasi oleh Industri Amerika, sumber: NSF Pasar ini memerlukan setidaknya hingga 2 juta pekerja Mayoritas dari pekerjaan ini membutuhkan setidaknya dua tahun pendidikan pasca sarjana (strata S2)

36 Consumtion estimation of nanoparticles from 2005 to 2010
$1~1000/kg $10~10.000/kg $10~10.000/kg $10~10.000/kg $100~ /kg Tren pasar produk nano mencapai 1 trilyun dolar Amirika di tahun 2015.

37 Thin Alumina Gas Sensor
CONTOH Peningkatan nilai tambah pada mineral pasir besi Iron Sand Silica Cosmetics Magnetic separator Ceramic Concrete Strengthening Alumina Thin Alumina Gas Sensor Nanopores Membranes Fe3O4 Iron Steel Magnetit Toner Powder Purification TiO2 Pigment Photocatalysist

38 Produksi ZnO French process Active Zinc Oxide
Contoh pembuatan partikel Produksi ZnO French process Auto Oxidizing Metallic Zinc Vapour High Purity of ZnO powder (up to 99%) Heated to Vapour Form Metallic Zinc Active Zinc Oxide Precipitation Process using Alkali Filtered off, dried and micronised. Dissolved (as ZnCl2) ZnO powder Zinc Ash

39 Aplikasi ZnO dalam Industri
Dentistry Application of ZnO Pigment for Paint Calamine Lotion Semiconductor Luminescent Nanoink as Security Document Coating for Paper

40 Beberapa teknologi penunjang
ADSORPTION ELECTROLYSIS SEDIMENTATION EXTRACTION EVAPORATION FILTRATION SMELTING CRYSTALLIZATION ELECTROPHORESIS PRECIPITATION

41 Status Komersialisasi dan Inovasi USA
Tabel Permodalan firma berbasis nanoteknologi

42 Status Perusahaan dan Peluang Bisnis Nanoteknologi di Uni Eropa
Gambar Total perusahaan Nanoteknologi di Eropa pada tahun 2007

43 Posisi Indonesia di ASIA ?

44 Fokus Industri Nanoteknologi di Dunia

45 Fokus Aplikasi Nanoteknologi di Eropa
Gambar Fokus pasar perusahaan aplikasi nanoteknologi di Eropa

46 Fokus Aplikasi Nanoteknologi di Asia Pasifik
Gambar Fokus pasar perusahaan aplikasi Nanoteknologi di Asia Pasifik

47 Pertumbuhan Investasi di bidang nanoteknologi USA

48 Kebijakan Dasar UNI EROPA Di Bidang NANOTEKNOLOGI
Komisi Komunikasi Nanosains dan Nanoteknologi Strategy, COM(2004)338 Action Plan , COM(2005)243 1st Impelementation Report , COM(2007)505 Kesimpulan Konsil pada, Strategy, 2605th Council Meeting, 24 September 2004 1st Impelementation Report, 2832nd Council Meeting, 23 November 2007 Resolusi Parlemen Eropa pada, Action Plan , 28 September 2006 P6_TA(2006)0392 Pandangan Komite Sosial dan Ekonomi Eropa pada, Strategy, OJ C 157, , p.22 Action Plan , INT/277-CESE 582/2006

49 Tahapan Perkembangan Nanoteknologi
Produk Generasi Pertama: Nanostruktur Pasif Cth. pelapisan, nanopartikel, nanostruktur logam, polimer Produk Generasi Kedua: Nanostruktur Aktif Cth. amplifier, obat tertarget, akuator, struktur adaptif Produk Generasi Ketiga: Nanosistem 3D Cth. swarakit, jejaringan 3D, robotik Produk Generasi Keempat: Nanostruktur Molekular Cth. divais molekular, perancangan atomik, divais terencana ~2000 ~2005 ~2010 ~2015- 2020 Rantai pembuatan produk nano

50 Summary Analisis Eksternal(1)
Pengembangan dan fokus aplikasi nanoteknologi di Eropa dan Asia Pasifik memiliki arah berbeda. Negara-negara Uni Eropa lebih mengutamakan komoditas bidang kesehatan dan ilmu hayati, kebutuhan sehari-hari, teknologi informasi-komunikasi(ICT), Kimia. Sementara komoditas bidang pertahanan, lingkungan serta energi di prioritas berikut. Negara-negara Asia Pasifik mengutamakan komoditas bidang Kimia, Kesehatan dan ilmu hayati, kebutuhan sehari-hari, otomotif dan transportasi. Sementara teknologi informasi-komunikasi(ICT), lingkungan dan energi pada prioritas berikut.

51 Summary Analisa Eksternal(2)
Dilihat dari sisi volume pasar nanoteknologi dunia diketahui bahwa Pangsa pasar tekstil dengan nanoteknologi meningkat menjadi $ 13,6 milyar tahun 2007. Amerika Serikat menguasai bagian terbesar pada investasi global pada nanoteknologi. Pangsa pasar Amerika Serikat sebesar 28% pada tahun 2005, diikuti Jepang dengan 24%. Pangsa pasar Eropa Barat juga mempunyai seperempat bagian pangsa pasar dengan investasi dari negara besar seperti Jerman, Inggris dan Prancis. Negara lainnya seperti Cina, Korea Selatan, Kanada dan Australia memiliki bagian kecil dari pangsa pasar. Pada tahun 2005, nanomaterial, terutama nanopartikel dan nanokomposit, mendominasi pasar nanoteknologi, yaitu 86% pasar. Nanotools sebesar 10% dan peralatan-peralatan nano sebesar 4%. Mencermati semua kecenderungan dunia, potensi dan peluang serta tantangan tersebut maka mau tidak mau Indonesia pun harus ikut berlomba menerapkan nanoteknologi ke dalam produk, proses serta kegiatan industrinya.

52 Analisa Internal Kesiapan penguasaan nanoteknologi di Indonesia Potensi Sumber Daya Alam Kebijakan pemerintah saat ini

53 Fakta (1) Meneropong peluang nanoteknologi di Indonesia?
Indonesia memiliki sumber daya alam mineral yang bervariasi dan melimpah sebagai bahan baku nanomaterial dan sumber energi. Kekayaan jenis flora dan fauna yang dapat digunakan untuk pengembangan pangan, farmasi dan kesehatan. Letak geografis dan jumlah penduduk Indonesia merupakan pasar yang sangat potensial bagi perkembangan ekonomi dan industri dunia.

54 Nanoteknologi di Indonesia
Fakta (2) Nanoteknologi di Indonesia Penelitian kearah nanoteknologi sudah dilakukan di beberapa lembaga riset (LIPI, BATAN, BPPT, LAPAN, MRC, dll) atau universitas (ITB, UI, ITS, Unand, UGM, dll) dan Litbang Departemen. Sarana dan prasarana masih belum menunjang disamping terletak terpisah-pisah. SDM masih tidak merata dan kekurangan. Alokasi pendanaan juga masih sangat minim. Linkage antara Litbang-PT-Industri masih belum berjalan dengan baik. Arah pengembangan nanoteknologi untuk meningkatkan daya saing industri nasional belum dirumuskan.

55 Platform Pengembangan Nanosains dan Nanoteknologi Nasional Kementrian RISTEK

56 Roadmap nanoteknologi dengan pendekatan supply teknologi
Markets Focus Energy Food Health Trans ICT Defense Time release material Superior Material Nano Catalyst Nano Composite Bio Catalyst Energy Storage and Converter Nano Porous Nano Coating Super absorbent Nano Censor Material Product Process Technology Self Assembly Physical Synthesis Chemical Synthesis Sol-gel Synthesis Epitaxy Lithography Mid-Product Nano Structure Building Block Initial Process Isolation synthesis characterization Purification Resources Minerals Life Natural Resources Nano-Size Minerals Sumber:Ristek

57 Pendekatan konsep penerapan nanoteknologi di industri nasional
Filosofi: Nanotechnology for all Sumber dunia Sumber nanoteknologi Domestik (Indigenous) Menengah dan besar 32 klaster komoditi unggulan 10 klaster komoditi prioritas Industri yang potensial menerapkan nanoteknologi: 1. Farmasi dan kesehatan 2. Pangan 3. Tekstil 4. Elektronik 5. Otomotif 6. Keramik Local R&D (?) (?) (?) (?)

58 Perkembangan nanoteknologi di Indonesia dan dunia secara skematik.

59 Roadmap pengembangan nanomaterial dan produk nanoteknologi berbasis sumberdaya lokal

60 Current status Nanotechnology R&D in Indonesia

61 Nanotechnology R&D in Indonesia (contd)

62 SURVEI INDUSTRI KIMIA DAN PANGAN
PT. Mustika Ratu Tbk. (kosmetik) PT. Continental Cosmetics (kosmetik) PT. Sido Muncul (jamu) PT. Iglas (gelas) PT. Candika Wastu Pramathana (bahan kimia) PT. Hempel Indonesia (cat) PT. White Oil Nusantara (bahan kimia) PT. Propan Raya ICC (cat) PT. Petrokimia Gresik (bahan kimia) PT. Hartono Istana Teknologi (elektronika) INDUSTRI PANGAN PT. Santos Premium Krimer PT. Nippon Indosari Corporindo PT. Pawon Gemilang Rasa PT. Luvin Indonesia PT. Sidomuncul PT. Sinar Sosro

63 TINGKAT PENGENALAN INDUSTRI TERHADAP NANOTEKNOLOGI
Belum tahu (13%) Belum tahu (42%) sudah kenal (58%) sudah kenal (87%) Survei tahun 2008 Survei tahun 2009

64 TINGKAT PENERAPAN NANOTEKNOLOGI DI INDUSTRI
47% sudah menerapkan 35% sudah menerapkan Survei tahun 2008 Survei tahun 2009

65 SUMBER TEKNOLOGI NANO YANG DIGUNAKAN
Lokal 11% Lokal 36% Impor 64% Impor 89% Survei tahun 2008 Survei tahun 2009

66 FAKTOR PENUNJANG infrastruktur SDM (10-15 orang, 1-2%) Sedang 80%
50% Baik 50% Baik 20% infrastruktur SDM (10-15 orang, 1-2%)

67 DAMPAK NANOTEKNOLOGI DI INDUSTRI
Sedikit meningkat 25% DAMPAK TERHADAP KUALITAS PRODUK Belum terlihat 50% 100% Sangat meningkat Sangat meningkat 25% DAMPAK TERHADAP PRODUKTIVITAS

68 PRODUK NANOTEKNOLOGI DI PASAR
tetap 20% naik tajam 13% Sedikit naik 67% PENGARUH TERHADAP HARGA JUAL PRODUK TANGGAPAN PASAR

69 POSISI PEMANFAATAN NANOTEKNOLOGI DI INDUSTRI KIMIA
BIDANG JENIS PRODUK PRODUK HULU/ ANTARA/ HILIR 1. Formulasi kosmetik Produk hilir 2. Bahan baku cat Produk antara 3. 4. 5. 6. Membran elektronik

70 POSISI PEMANFAATAN NANOTEKNOLOGI DI INDUSTRI PANGAN
BIDANG JENIS PRODUK PRODUK HULU/ ANTARA/ HILIR 1. Food processing membran Produk antara 2. 3. Food packaging plastik Produk hilir

71

72 Ketersediaan Sumber Daya Alam
mengelola sumber daya alam secara berkelanjutan terhadap peningkatan produktivitas nasional melalui penguasaan, penyebaran, penerapan, dan penciptaan (inovasi) iptek menuju ekonomi berbasis teknologi. mengelola sumber daya alam secara berkelanjutan terhadap kelembagaan ekonomi yang melaksanakan praktik terbaik dan kepemerintahan yang baik, dan pengelolaan secara berkelanjutan SDA sesuai kompetensi dan keunggulan daerah.

73 Summary analisa internal
Penelitian dan pengembangan nanoteknologi telah relatif banyak lebih dari 70 institusi yang terlibat langsung dan semakin bertambah seiring dengan daya tarik nanoteknologi. Beberapa peralatan nano sudah ada, namun terletak terpisah-pisah di institusi litbang. Peran masyarakat profesi (misalnya MNI) menjadi sangat penting untuk mengkoordinasi dan akselerasi pengembangan nanoteknologi di Indonesia. Ada 5 fokus bidang penelitian nano dimana bidang nanomaterial mendominasi dengan kandungan penelitian yang difokuskan pada metoda dan teknik pembuatan nanopartikel yang diaplikasikan secara luas untuk industri kosmetik, kesehatan, pelapisan, keramik, elektronik, energi dan lain sebagainya. Pengembangan nano-bioteknologi juga mendapat minat untuk pengobatan kesehatan dan peningkatan produksi pertanian. Pengguna industri nano sudah mulai ada, namun perlu dilakukan survey untuk mendapatkan informasi yang lebih detil. Kondisi R & D di Industri belum bisa diindentifikasi, perlu dilakukan survey tentang status penggunaan nanoteknologi.

74 Summary Pengembangan nanoteknologi untuk mendukung industri nasional menjadi keharusan bagi sebuah bangsa untuk dapat bersaing di era global. Analisa eksternal menunjukkan bahwa negara-neagara di dunia sangat aktif memajukan nanoteknologi dengan intervensi kebijakan dan suntikan dana yang sangat besar untuk R & D dan implementasi nanoteknologi di industri nasionalnya. Masing-masing negara telah menentukan fokus bidang yang di-insert nanoteknologi sesuai dengan kemampuan, kompetensi inti, dan keunggulan industri nasionalnya. Analisa internal menunjukkan bahwa penelitian dan pengembangan nanoteknologi difokuskan menjadi 6 bidang berdasarkan SDA, SDM, infrastruktur, finansial yang ada dan didominasi oleh nanomaterial. Penerapan nanoteknologi di industri di Indonesia perlu di identifikasi untuk menunjang roadmap nanoteknologi guna penguatan klaster industri.

75 Daftar Pustaka Bahan presentasi diambil dari Data Base MNI