Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 28117729; atribusi sumber disertakan.

2026-08-27T03:25:12Z

Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 28117729; atribusi sumber disertakan.

Halaman baru

'''Pencirian nanopartikel''' (, "karakterisasi nanopartikel") adalah cabang [[nanometrologi]] yang membahas [[pencirian (ilmu material)|pencirian]] (penyelidikan dan pengukuran) sifat-sifat fisika dan kimia dari [[nanopartikel]]. Nanopartikel memiliki ukuran di bawah 100 [[nanometer]] (nm) dalam paling tidak salah satu dimensi luarnya, dan sering sengaja dibuat karena sifat-sifat khasnya. Nanopartikel berbeda dengan zat kimia biasa karena sifat-sifatnya tidak cukup jika hanya dijelaskan dari komposisi kimia dan konsentrasinya, karena sifat fisika lainnya seperti besar partikel, bentuk, sifat-sifat permukaan, [[kristalinitas]], dan [[dispersi (kimia)|dispersi]] juga dapat menyebabkan perbedaan pada nanopartikel.

Pencirian nanopartikel dilakukan untuk berbagai tujuan, termasuk penelitian [[nanotoksikologi]] dan [[penilaian pajanan]] di tempat kerja untuk menilai kemungkinan bahaya yang ditimbulkan partikel tersebut terhadap kesehatan dan keselamatan, serta sebagai [[pengendalian proses]] dalam manufaktur. Terdapat berbagai [[instrumentasi]] untuk mengukur sifat-sifat yang dicirikan, termasuk metode [[mikroskopi]], [[spektroskopi]], serta [[pencacah partikel]]. [[Nanoteknologi]] adalah bidang yang masih relatif baru, tetapi beberapa organisasi telah menyediakan [[standar (metrologi)|standar metrologi]] dan bahan rujukan untuk keperluan pencirian.

== Latar belakang ==
[[Nanoteknologi]] adalah disiplin rekayasa zat pada ukuran atom untuk menciptakan bahan, alat-alat, atau sistem dengan sifat-sifat baru. Nanoteknologi memiliki banyak [[Penerapan nanoteknologi|potensi penerapan]] dalam bidang [[energi]], [[Ilmu kedokteran nano|kedokteran]], [[industri]], [[komunikasi]], [[pertanian]], produk-produk untuk konsumsi umum, dan lain-lain. Dalam nanoteknologi, [[nanopartikel]] didefinisikan sebagai partikel dengan ukuran dalam ordo nano (di bawah 100 [[nanometer]]) dalam sekurangnya salah satu dimensi luarnya. Partikel-partikel ini sering memiliki sifat yang berbeda dengan sifat-sifat benda makroskopik dengan bahan yang sama, sehingga sering dimanfaatkan dalam teknologi Salah satu definisi nanopartikel mencakup seluruh [[material nano]] bebas terlepas dari bentuknya atau dari apakah 1, 2, atau 3 dimensinya memiliki ordo nano. Artikel ini menggunakan definisi tersebut, yang juga sesuai dengan definisi "objek nano" menurut [[ISO/TS 80004]] alih-alih definisi nanopartikel lain yang hanya mencakup objek berukuran nano berbentuk bundar.

Nanopartikel memiliki persyaratan analisis yang berbeda dengan zat kimia biasa. Tak seperti zat kimia biasa yang cukup dideskripsikan dengan [[rumus kimia]] dan [[konsentrasi]]nya, nanopartikel memiliki sifat-sifat fisika lain yang harus diukur agar deskripsinya utuh, seperti [[ukuran partikel|besar partikel]], [[bentuk]], sifat-sifat permukaan, [[kristalinitas]], dan [[dispersi (kimia)|dispersi]]. Perbedaan kecil dalam sifat-sifat ini dapat mengubah sifat-sifat makroskopisnya, sehingga memiliki implikasi untuk [[pengendalian proses]] dalam penggunaan industrinya. Sifat-sifat ini juga memengaruhi efek kesehatan akibat pemaparan terhadap partikel kimia dengan komposisi atau rumus kimia tertentu.

Tantangan lain dalam pencirian nanopartikel adalah prosedur penyampelan atau pencuplikan (''sampling'') dalam laboratorium dapat mengganggu keadaan dispersi nanopartikel atau membiaskan distribusi sifat-sifat lainnya. Dalam ilmu lingkungan, rintangan lain dalam pencirian nanopartikel adalah banyak metode yang tersedia tidak dapat mendeteksi konsentrasi nanopartikel yang rendah walaupun konsentrasi tersebut bisa jadi sudah berefek negatif. Selain itu, keberadaaan nanopartikel alamiah juga dapat mengganggu deteksi nanopartikel buatan yang hendak dicirikan, karena sering sulit dibedakan. Nanopartikel juga dapat tercampur dengan partikel-partikel yang lebih besar. Dalam penerapan tertentu, pencirian nanopartikel dapat dilakukan dalam [[matriks (kimia analitis)|matriks]] yang kompleks seperti air, tanah, makanan, polimer, tinta, campuran berbagai cairan organik seperti dalam kosmetik, atau darah.

== Jenis metode pencirian ==

Metode-metode [[mikroskopi]] menghasilkan citra nanopartikel yang dapat digunakan untuk mencirikan bentuk, ukuran, dan lokasi partikel-partikel tersebut. Metode mikroskopi yang paling banyak digunakan adalah dengan [[mikroskop elektron]] dan metode [[mikroskopi kuar pemindai]] (''scanning probe microscopy''). [[Mikroskop cahaya]] biasa tidak cocok digunakan karena nanopartikel memiliki ukuran di bawah [[sistem terbatas difraksi|batas difraksi]] dari [[cahaya tampak]]. Mikroskopi elektron dapat digunakan bersama-sama metode [[spektroksopi]] yang digunakan untuk [[analisis unsur]]. Kelemahan dari mikroskopi adalah sifatnya yang destruktif dan dapat terganggu oleh [[artefak (galat)|artefak-artefak]] penyiapan sampel seperti pengeringan atau [[vakum|pemvakuman]]. Selain itu, metode mikroskopi kuar pemindai juga dapat dipengaruhi geometri ujung kuar yang digunakan. Pencirian mikroskopi didasarkan kepada partikel-partikel tunggal, sehingga untuk memperkirakan sifat makroskopis diperlukan pencirian banyak partikel-partikel tunggal. Metode mikroskopi baru, yaitu [[mikroskopi medan gelap]] yang ditajamkan dengan [[pencitraan hiperspektral]], memiliki potensi untuk mencitrakan nanopartikel-nanopartikel dalam matriks kompleks (seperti [[jaringan]] makhluk hidup) dengan [[:wikt:kontras|kontras]] dan kapasitas lebih tinggi.

Spektroskopi, yaitu metode yang mengandalkan pengukuran interaksi partikel dengan [[radiasi elektromagnetik]] dengan berbagai [[panjang gelombang]], digunakan untuk pencirian konsentrasi, ukuran, dan bentuk beberapa jenis nanopartikel. Contoh jenis nanopartikel yang cocok untuk metode spektroskopi (khususnya [[spektroskopi UV-vis]]) adalah ''[[quantum dot]]'' (karena memiliki sifat [[fluoresens]]) dan nanopartikel logam (karena dapat menyerap [[plasmon muka]]). Selain UV-vis, [[spektroskopi inframerah]], NMR/[[resonansi magnet inti]], dan [[spektroskopi sinar X|sinar X]] juga digunakan untuk berbagai nanopartikel. Metode [[hamburan cahaya]] menggunakan sinar [[laser]], [[sinar X]], atau [[hamburan neutron]] digunakan untuk menentukan ukuran partikel, masing-masing digunakan untuk rentang ukuran dan komposisi partikel yang berbeda.

Di antara metode lain yang digunakan adalah [[elektroforesis]] untuk mencirikan [[muatan permukaan]], [[teori BET|metode Brunauer–Emmett–Teller]] untuk luas permukaan, [[difraksi sinar X]] untuk struktur kristal, [[spektroskopi massa]] untuk massa partikel, dan [[pencacah partikel]] untuk menghitung jumlah partikel. Teknik [[kromatografi]], [[sentrifugasi]], dan [[filtrasi]] dapat dilakukan untuk memisahkan nanopartikel menurut ukuran atau sifat-sifat lainnya sebelum atau ketika dilakukan pencirian.

== Sifat-sifat yang dicirikan ==

=== Besar partikel dan dispersi ===
Besar partikel menunjukkan ukuran dimensi luarnya, dan [[dispersitas]] menunjukkan keragaman besar partikel dalam sebuah sampel. Jika partikel yang dicirikan memiliki besar berbeda-beda di tiap dimensi (misal karena berbentuk panjang atau lonjong), banyak teknik pengukuran yang ada tidak mampu mengukur dimensi yang berbeda-beda tersebut sehingga hanya menghasilkan "diameter bola setara" yang tergantung pada sifat yang digunakan untuk menyimpulkan besar partikel, seperti [[kelajuan terminal]], koefisien [[difusi]], serta [[mobilitas elektrik]]. Besar partikel juga dapat dihitung dari citra mikroskop menggunakan parameter terukur seperti [[diameter Feret]], [[diameter Martin]], dan diameter luas proyeksi; mikroskop elektron sering digunakan untuk tujuan ini terhadap nanopartikel. Pengukuran besar partikel dapat berbeda-beda antara berbagai metode karena masing-masing mengukur aspek yang berbeda dari dimensi partikel, atau masing-masing mengambil rata-rata dengan cara yang berbeda, atau karena persiapan atau proses pengukurannya dapat mengubah besar efektif partikel.

Untuk nanopartikel yang ada di udara, teknik untuk mengukur besar partikel di antaranya [[penumbuk bertingkat]], penumbuk elektrik tekanan rendah, penganalisis mobilitas, dan [[spektrometri massa waktu lintas]]. Unuk nanopartikel dalam [[suspensi]], di antara teknik yang digunakan adalah [[hamburan cahaya dinamis]], [[difraksi laser]], [[fraksinasi aliran medan]], [[analisis penjejak partike]], [[kromatografi penyisihan ukuran]], [[sedimentasi]] sentrifugal, dan [[mikroskopi gaya atom]]. Untuk bahan yang berbentuk kering, di antara teknik untuk mengukur besar artikel adalah mikroskopi elektron, mikroskopi gaya atom, dan difraksi sinar X. Besar partikel kadang juga dihitung berdasarkan pengukuran luas permukaan, tetapi cara ini rentan kesalahan dalam bahan-bahan berpori. Metode-metode lain yang digunakan adalah [[kromatografi hidrodinamik]], [[hamburan sinar statik]], [[nefelometri]], [[spektroskopi pemecahan terinduksi laser]], spektroskopi UV-vis, [[mikroskopi cahaya pemindai medan dekat]], [[mikroskop sefokus|mikroskopi pemindai laser sefokus]], [[elektroforesis kapiler]], [[ultrasentrifugasi]], [[filtrasi aliran silang]], [[hamburan sinar X sudut kecil]], serta [[analisis mobilitas]]. [[Mikroskop elektron pemindai lingkungan]] dapat digunakan untuk menghndari perubahan morfologi molekul akibat vakum (yang diperlukan dalam [[mikroskop pemindai elektron]] biasa) tetapi mengakibatkan berkurangnya resolusi.

[[Dispersi (kimia)|Dispersi]] adalah derajat mengumpulnya partikel dalam bentuk [[aglomerasi]] atau [[agregasi]]. Kedua istilah ini kadang digunakan sebagai sinonim, tetapi menurut definisi nanoteknologi [[ISO]], aglomerasi adalah kumpulan partikel yang bersifat reversibel dan terikat lemah (seperti dengan [[gaya van der Waals]]) sedangkan agregasi terdiri dari partikel yang telah menyatu atau terikat secara tetap (seperti dengan [[ikatan kovalen]]). Dispersi sering diukur dengan teknik yang sama untuk mengukur distribusi besar partikel, karena lebar distribusi besar partikel sering digunakan untuk menyimpulkan dispersi. Dispersi adalah proses dinamis yang selain dipengaruhi sifat-sifat partikel itu sendiri juga dipengaruhi lingkungan seperti [[keasaman]] (pH) dan kekuatan [[ion]]. Beberapa metode pengukuran memiliki masalah karena sulit membedakan satu partikel besar atau sekumpulan partikel yang mengalami aglomerasi atau agregasi. Dalam situasi ini, menggunakan lebih dari satu metode pengukuran (terutama mikroskopi) dapat memperjelas hasil.

=== Morfologi ===
Morfologi menyangkut bentuk fisik sebuah partikel serta bentuk permukaannya, misalnya keberadaan retakan, tonjolan, atau pori. Morfologi juga memengaruhi dispersi, fungsi, dan bahaya racun dari sebuah nanopartikel. Evaluasi morfologi membutuhkan visualisasi partikel secara langsung, yang dapat dicapai dengan teknik seperti mikroskop pemindai elektron, [[mikroskop elektron transmisi]], dan mikroskop gaya atom. Sifat-sifat morfologi yang dicirikan diantaranya kebundaran, [[nisbah segi]], pemanjangan, [[Politop cembung|kecembugnan]], dan [[dimensi fraktal]]. Karena mikroskopi hanya mencirikan satu partikel, sampel yang besar perlu digunakan agar hasil evaluasinya akurat. Efek akibat orientasi mikroskop maupun preparasi sampel juga harus dipertimbangkan.

=== Komposisi kimia dan struktur kristal ===

Komposisi kimia menunjukkan unsur-unsur kimia yang membentuk suatu nanopartikel, dan dapat diukur secara ensembel (gabungan) atau melalui analisis unsur partikel tunggal. Di antara teknik ensembel adalah [[spektroskopi serapan atom]], [[spektroskopi pancaran atom plasma gandeng induktif]], [[spektroskopi massa plasma gandeng induktif]], spektroskopi NMR, [[analisis aktivasi neutron]], difraksi sinar X, [[spektroskopi serapan sinar X]], [[fluoresensi sinar X]] (XRF), dan [[analisis termogravimetris]]. Teknik partikel tunggal termasik spektrometri massa waktu litas, serta meggunakan detektor unsur seperti [[spektroskopi sinar X dispersi energi]] (EDXA) atau [[spektroskopi rerugi tenaga elektron]] sambil menggunakan mikroskop pemindai elektron atau mikroskop elektron transmisi.

Atom-atom pembentuk sebuah nanopartikel dapat tersusun menjadi [[Struktur kristal|kristal]] atau [[padatan amorf]]. [[Kristalinitas]] adalah perbandingan struktur yang bersifat kristal terhadap yang bersifat amorf. Ukuran [[kristalit]] atau ukuran setiap [[sel satuan kristal]], dapat dihitung melalui [[persamaan Scherrer]]. Umumnya, struktur kristal dapat dicirikan melalui [[difraksi sinar X serbuk]], [[difraksi area terpilih|difraksi elektron area terpilih]] menggunakan mikroskop elektron transmisi, walaupun terdapat metode lain seperti [[spektroskopi Raman]]. Difraksi sinar X membutuhkan sejumlah gram bahan nanopartikel, sedangkan untuk difraksi elektron satu partikel saja sudah mencukupi.

=== Luas permukaan ===
Luas permukaan adalah ukuran penting dalam nanopartikel buatan karena menentukan kereaktifan partikel dan interaksi permukaan dengan molekul [[ligan]]. Terdapat beberapa metode yang mengukur luas permukaan dari berbagai segi. [[Luas permukaan jenis]] adalah luas permukaan suatu serbuk per satuan massa atau volume.

Pengukuran luas permukaan secara langsung melibatkan [[adsorpsi]] (penjerapan) gas [[inert]] seperti [[nitrogen]] atau [[kripton]] di bawah berbagai kondisi [[tekanan]] sehingga membentuk sebuah [[ekalapis]] yang menyelubungi nanopartikel. Jumlah molekul gas yang dibutuhkan untuk membentuk ekalapis ini maupun luas penampang molekul gas yang digunakan dapat dikaitkan dengan "luas permukaan total" partikel, termasuk rongga-rongga dan celah-celah internal, sesuai persamaan Brunauer–Emmett–Teller. Molekul organik juga dapat digunakan untuk menggantikan gas, seperti [[2-etoksietanol]] (etilena glikol monoetil eter).

Terdapat juga beberapa teknik pengukuran luas permukaan secara tidak langsung untuk nanopartikel di udara. Teknik-teknik ini mengabaikan [[porositas]] dan ketakteraturan permukaan lainnya sehingga bisa jadi tidak akurat. Alat [[waktu nyata]] ''diffusion charger'' ("pengisi difusi") mengukur "luas permukaan aktif", yaitu luas partikel yang berinteraksi dengan gas atau ion disekitarnya dan hanya bisa dijangkau dari arah luar. Alat bernama penganalisis mobilitas elektrik menghitung diameter bola setara yang dapat dikonversi ke luas permukaan menggunakan rumus-rumus geometri. Metode-metode ini tidak dapat membedakan nanopartikel yang sedang diselidiki dengan nanopartikel-nanopartikel yang dapat berasal dari lingkungan dalam lokasi seperti tempat kerja. Nanopartikel juga dapat dikumpulkan dalam bentuk substrat yang dimensi luarnya dapat diukur dengan mikroskop elektron, yang kemudian dikonversikan menjadi luas permukaan menggunakan rumus-rumus geometri.

=== Kimia permukaan dan muatan permukaan ===

[[Kimia permukaan]] terkait dengan sifat kimia unsur atau molekul pada permukaan partikel. Tidak ada definisi formal untuk membatasi yang disebut "permukaan", dan definisi yang ada biasanya mengikuti teknik pengukuran yang sedang digunakan. Untuk nanopartikel, proporsi atom yang terletak di permukaan lebih banyak dibandingkan partikel-partikel skala mikron, dan atom-atom yang berada di permukaan tersebut mengalami kontak langsung dengan pelarut dan memengaruhi interaksinya dengan molekul lain. Beberapa nanopartikel, seperti ''quantum dot'' memiliki struktur inti–cangkang dengan atom-atom di bagian permukaan luar yang berbeda dengan atom-atom di inti yang terletak di dalam.

Terdapat beberapa teknik untuk mencirikan sifat kimia permukaan nanopartikel. [[Spektroskopi fotoelektron sinar X]] dan [[spektroskopi elektron Auger]] cocok digunakan untuk mencirikan lapisan permukaan yang relatif tebal yaitu berukuran 1 hingga 5 nm. [[Spektroskopi massa ion sekunder]] berguna untuk pencirian beberapa [[angstrom]] paling atas (10 angstrom = 1 nm), dan dapat dikombinasikan dengan berbagai teknik [[pembersitan]] (''sputtering'') untuk menganalisis variasi sifat kimia sesuai kedalaman. Untuk nanopartikel, pengukuran kimia permukaan sangat sensitif terhadap kontaminasi pada permukaan partikel (sehingga analisis kuantitatif sulit dilakukan) dan resolusi ruang sering kurang tajam. Untuk protein-protein teradsorpsi, [[label radiaktif]] atau metode spektrometri massa seperti desorpsi/ionisasi laser berbantu matriks (MALDI, ''matrix-assisted laser desorption/ionization'') dapat digunakan.

Muatan permukaan biasanya diakibatkan pengikatan atau pelepasan proton di lokasi-lokasi dengan gugus [[hidroksil]] di permukaan nanopartikel. Muatan permukaan sulit untuk diukur langsung, sehingga besaran lain yang terkait yaitu [[potensial zeta]] sering diukur sebagai pengganti. Potensial zeta adalah sifat tidak diukur langsung melainkan didapat dari perhitungan, dan dipengaruhi bukan hanya nanopartikel yang sedang diselidiki tetapi juga dipengaruhi medium sekitarnya. Karena itu, agar pencirian ini berguna dibutuhkan deksripsi medium yang digunakan, seperti komposisi, pH, viskositas, dan [[konstanta dielektrik]]nya, temperatur pengukuran, serta nilai yang digunakan dalam "fungsi Henry" dari potensial zeta tersebut. Potensial zeta digunakan sebagai indikator kestabilan koloid, dan ditemukan dapat memprediksi peresapan nanopartikel oleh sel. Pengukuran zeta potensial dapat dilakukan dengan melakukan [[titrasi]] untuk menemukan [[titik isoelektrik]], atau dengan melakukan [[elektroforesis]] seperti elektroforesis Doppler laser.

[[Energi permukaan]] atau [[keterbasahan]] (sifat yang penting terkait dengan agregasi, pelarutan, dan bioakumulasi nanopartikel) dapat diukur melalui [[kalorimetri|mikrokalorimetri]] dengan mengukur kalor pencelupan, atau pengukuran-pengukuran [[sudut kontak]]. Reaktivitas permukaan juga dapat dipantau langsung melalui mikrokalorimetri menggunakan molekul-molekul [[kuar]] yang dapat mengalami perubahan terukur jika berinteraksi dengan nanopartikel.

=== Kelarutan ===
[[Kelarutan]] mengukur kemampuan sebuah nanopartikel untuk melarut dalam pelarut tertentu. Bahan-bahan yang diberi [[uji kelarutan]] dapat diukur menggunakan spektroskopi serapan atom, spektroskopi pancaran optis plasma gandeng induktif, serta spektroskopi massa plasma gandeng induktif yang biasanya paling sensitif. Beberapa konsep terkait di antaranya adalah [[biodurabilitas]], kelajuan pelarutan di sebuah [[cairan tubuh]] makhluk hidup, dan [[biopersistensi]], yaitu kelajuan pembersihan bahan tersebut oleh organ-organ seperti [[paru-paru]] melalui berbagai proses.

Teknik analitis kuantitatif untuk kelarutan mengukur seluruh konsentrasi unsur dalam sampel dan tidak membedakan bentuk terlarut dan bentuk padatan yang tersisa. Karena itu, [[proses pemisahan]] harus dilakukan untuk menyingkirkan partikel-partikel yang tersisa. Teknik pemisahan secara fisika di antaranya adalah kromatografi penyisihan ukuran, kromatografi hidrodinamik, dan fraksinasi aliran medan. Teknik pemisahan secara mekanika menggunakan [[Membran semipermeabel|membran]] atau sentrifugasi. Teknik pemisahan secara kimia
di antaranya adalah [[ekstraksi cair-cair]], [[ekstraksi padatan-cair]], ekstraksi [[titik keruh]], dan penggunaan nanopartikel magnetik.

== Penerapan ==

=== Pengujian produk ===
Pabrik manufaktur dan pengguna nanopartikel dapat melakukan pencirian produk nanopartikel sebagai bentuk [[pengendalian proses]] atau [[verifikasi dan validasi]]. Sifat-sifat nanopartikel dapat berubah karena variasi-variasi kecil yang terjadi saat sintesis atau pemrosesan. Karena itu, nanopartikel yang dihasilkan secara terpisah melalui proses yang terlihat sama persis harus dicirikan untuk memastikan bahwa nanopartikel itu benar-benar sama. Sifat bahan ataupun dimensi material nano dapat bersifat heterogen sehingga menyebabkan perbedaan sifat-sifat fungsionalnya. Umumnya, keseragaman adalah sifat yang diinginkan. Mengurangi keberagaman dalam proses sintesis, stabilisasi, dan fungsionalisasi awal biasanya lebih dikehendaki dibandingkan melakukannya di tahap pemurnian akhir karena akan mengurangi [[rendemen]]. Sifat lain yang dikehendaki adalah keterulangan (hasil yang sama jika proses yang sama diulangi). Tak seperti pencirian nanopartikel dalam penelitian yang mementingkan ketepatan setinggi mungkin, dalam konteks industri terdapat penekanan akan perlunya menyingkat waktu, mengurangi biaya dan jumlah sifat yang dicirikan, serta proses yang dapat dilakukan dalam kondisi yang tidak sepenuhnya steril.

Beragam penggunaan nanopartikel memiliki toleransi yang berbeda dalam hal keseragaman dan keterulangan, sehingga memerlukan pendekatan berbeda terkait pencirian. Misalnya, keberagaman sifat nanopartikel dapat diterima untuk bahan [[nanokomposit]], tetapi di bidang [[pengobatan nano]] sifat-sifat tertentu seperti distribusi besar partikel, komposisi kimia, dan [[farmakokinetika]] dianggap kritis sehingga proses pencirian menjadi sangat penting. Praktisi pengobatan nano mulai mengembangkan metode analitis standar untuk bidang tersebut, tetapi hingga akhir 2010-an pengembangan ini masih berada di tahap awal. Salah satu standar yang telah dikembangkan adalah sebuah rangkaian standar yang terdiri dari berbagai pengujian dan disebut ''assay cascades''.

=== Toksikologi ===
[[Nanotoksikologi]] adalah bidang ilmu yang mempelajari efek racun dari nanopartikel dalam makhluk hidup. Pencirian sifat fisika dan kimia suatu nanopartikel berperan penting untuk memastikan keterulangan penelitian nanotoksikologi, serta untuk mempelajari hubungan antara sifat fisika dan kimia dengan efek nanopartikel terhadap makhluk hidup.

Beberapa sifat nanopartikel (seperti distribusi besar partikel dan aglomerasi) dapat berubah saat bahan disiapkan dan digunakan dalam penelitian toksikologi. Karena itu, dibutuhkan pengukuran dalam berbagai tahap penelitian. Di antaranya adalah saat "diterima" (''as-received'') atau "dihasilkan" (''as-generated''), yaitu saat bahan tersebut diterima dari pabriknya atau disintesis di laboratorium, maupun sesuai dosis (''as-dosed'') atau sesuai pemaparan (''as-exposed'') yang menunjukkan keadaan bahan tersebut saat memasuki sistem makhluk hidup. Sifat saat pemaparan dapat berbeda dengan sifat saat bahan tersebut diterima dari pabrik karena berbagai hal, seperti terbentuknya agregasi dan aglomerasi, pembentukan agregasi atau aglomerasi yang lebih besar, atau adhesi atau lengketnya bahan ke permukaan lain sehingga berkurang jumlahnya. Selain itu, sifat-sifat tersebut dapat berubah pada saat interaksi dengan jaringan makhluk hidup akibat perjalanan maupun pembersihan partikel tersebut di tubuh makhluk hidup. Pada saat ini, pencirian sifat-sifat nanopartikel secara ''in situ'' (di tempat aslinya) masih sulit dilakukan tanpa mengubah kondisi sistem. Perubahan pada bahan nanopartikel dapat diukur melalui [[otopsi]] atau pemeriksaan [[histologi]], tetapi pengukuran masih dapat terganggu oleh jaringan itu sendiri.

=== Penilaian pajanan ===

[[Penilaian pajanan]] adalah sekumpulan cara yang digunakan untuk mengamati pelepasan dan pemaparan zat-zat pencemar kepada para pegawai di tempat kerja. Proses ini dimaksudkan unuk mengurangi [[risiko kesehatan dan keselamatan nanomaterial|risiko kesehatan dan keselamatan]] yang muncul di tempat kerja yang menangani material nano. Untuk nanopartikel buatan, penilaian umumnya meliputi penggunaan pencacah partikel untuk mengamati jumlah partikel secara langsung di udara (termasuk nanopartikel maupun partikel-partikel lainnya) dan metode penyampelan [[kesehatan industri]] yang menggunakan mikroskop serta analiss unsur untuk menemukan nanopartikel yang dianggap penting. Terdapat penyampel perseorangan yang diletakkan sedekat mungkin dengan udara yang dihirup para pekerja (misalnya di [[kerah]] baju) atau penyampel wilayah yang diletakkan dalam posisi diam di lokasi-lokasi tertentu.

[[National Institute for Occupational Safety and Health]] (NIOSH), badan pemerintah federal Amerika Serikat yang bergerak di bidang keselamatan pekerja, mengembangkan strategi penyampelan yang disebut Nanomaterial Exposure Assessment Technique (NEAT) 2.0 untuk menilai risiko [[pajanan]] (pemaparan) nanopartikel buatan. Teknik ini menggunakan berbagai sampel filter di zona napas para pekerja maupun di wilayah kerja secara umum. Sampel terpisah digunakan untuk analisis unsur maupun untuk mengumpulkan data morfologi (bentuk partikel) menggunakan mikroskrop elektron. Sampel kedua ini dapat membantu mengaitkan hasil analisis unsur dengan nanopartikel yang sedang diselidiki, serta untuk analisis kualitatif besar partikel, tingkat aglomerasi, dan apakah nanopartikel tersebut bebas atau terkandung dalam sebuah [[matriks (kimia analisis)|matriks]]. Pencirian dan identifikasi bahaya dapat dinilai berdasarkan hasil keseluruhan seluruh sampel. Selain itu, alat-alat ukur portabel dapat digunakan untuk mencatat fluktuasi-fluktuasi dalam jumlah, distribusi ukuran, maupun massa partikel secara terus menerus. Hasil ini kemudian dibandingkan dengan catatan aktivitas para pekerja sehingga dapat mengidentifikasi tugas atau praktik kerja yang menyebabkan meningkatnya hasil-hasil pengukuran. Penilaian pajanan juga perlu melibatkan penilaian praktik-praktik kerja, keefektifan ventilasi, sistem-sistem pengendalian pemaparan maupun strategi-strategi pengendalian risiko yang berlaku di tempat kerja.

Karena nanopartikel dapat beragregasi di udara, diperlukan pencacah partikel yang mampu mendeteksi partikel dengan berbagai rentang ukuran. Tempat kerja yang berada di sekitar juga perlu diuji secara bersamaan agar dapat konsentrasi latar dapat diketahui. Tidak semua alat yang dapat mendeteksi partikel [[aerosol]] cocok untuk memantau emisi nanopartikel di tempat kerja karena bisa jadi ukuran nanopartikel terlalu kecil untuk alat tersebut, atau alat tersebut bisa jadi terlalu besar atau sulit dikirim ke tempat kerja.

Banyak nanopartikel buatan yang telah digunakan belum memiliki [[batas pajanan kerja]] (konsentrasi maksimal yang secara resmi dianggap pantas/tidak berbahaya di tempat kerja) karena risiko dan bahayanya belum sepenuhnya diketahui. Efek racun zat-zat pencemar udara biasanya diukur berdasarkan massa, tetapi karena nanopartikel memiliki berbagai keunikan, ukuran yang paling tepat untuk menilai efek racunnya belum diketahui pasti. Penelitian pada hewan dan [[kultur sel]] menunjukkan bahwa bisa jadi besar dan bentuk partikel adalah faktor penting untuk mengukur efek racun nanopartikel. Berbagai penelitian juga menunjukkan bahwa luas permukaan dan aktivitas kimia permukaan bisa jadi lebih penting dibanding konsentrasi berdasarkan massa. Di Amerika Serikat, NIOSH telah menganjurkan [[batas pajanan anjuran]] (''recommended exposure limit'', REL) untuk [[tabung nano karbon]] dan [[serat nano karbon]] yaitu sebesar 1,0 μg/m<sup>3</sup> dinyatakan dalam konsentrasi massa rata-rata tertimbang waktu 8 jam dari unsur karbon yang dapat terhirup dan setelah dikoreksi oleh konsentrasi latar. and elemental analysis for several metals. NIOSH juga menganjurkan batas 300 μg/m<sup>3</sup> untuk [[titanium dioksida]] [[partikel ultrahalus|ultrahalus]] dinyatakan sebagai konsentrasi rata-rata tertimbang waktu selama 10 jam/hari selama waktu kerja 40 jam/minggu.

== Standar ==
Berbagai badan pemerintah dan organisasi swasta menyediakan [[standar (metrologi)|standar metrologi]] untuk nanoteknologi.. Di antara badan-badan ini adalah [[Organisasi Internasional untuk Standardisasi]] (ISO), [[ASTM International]], [[IEEE Standards Association]], [[International Electrotechnical Commission]] (IEC), [[Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan]] (IUPAC),
[[National Institute of Standards and Technology]] (NIST) milik AS, Laboratorium Pencirian Nanoteknologi milik [[Institut Kanker Nasional]] AS, dan [[Komite Eropa untuk Standardisasi]]. Organisasi [[American National Standards Institute]] memiliki sebuah basis data untuk beragam standar nanoteknologi.

=== Bahan referensi ===
[[Bahan referensi]] adalah bahan yang telah dipastikan atau sengaja dibuat memiliki sifat homogen dan stabil dalam salah satu sifat fisika terukurnya sehingga bisa menjadi patokan pengukuran yang baku. Penggunaan bahan referensi untuk nanopartikel ditujukan untuk mengurangi kesalahan pengukuran, untuk [[kalibrasi|mengalibrasi]] peralatan yang digunakan dalam pencirian nanopartikel, untuk [[kontrol statistis|kontrol kualitas statistis]], dan untuk membandingkan eksperimen-eksperimen dari laboratorium berbeda.

Banyak jenis nanopartikel belum memiliki bahan referensi. Salah satu tantangan dalam membuat bahan referensi adalah dibutuhkannya metode pengukuran dengan hasil tepat dan terulang terhadap sifat-sifat yang relevan. Kondisi pengukuran juga harus dispesifikasikan, karena sifat-sifat seperti besar partikel dan dispersi dapat berubah berdasarkan berbagai kondisi, terutama jika ada [[Kesetimbangan kimia|kesetimbangan]] termodinamis antara partikel terpisah dan partikel terlarut. Bahan referensi untuk nanopartikel sering memiliki masa kedaluwarsa lebih singkat dibanding bahan biasa. Bahan yang berbentuk serbuk bersifat lebih stabil dibanding bahan yang berbentuk suspensi, tetapi jika serbuk itu harus dilarutkan, proses dispersi yang terjadi akan meningkatkan ketidakpastian metrik-metrik terkait bahan tersebut.

Berbagai lembaga memproduksi nanopartikel untuk dijadikan bahan referensi, termasuk NIST di AS, Institut Bahan Referensi dan Pengukuran di [[Uni Eropa]], [[Institut Nasional Ilmu dan Teknologi Industri Lanjutan]] (Sangyō Gijutsu Sōgō Kenkyū-sho) di Jepang, [[Dewan Penelitian Nasional (Kanada)|Dewan Penelitian Nasional]] di Kanada, [[Institut Metrologi Nasional (Tiongkok)|Institut Metrologi Nasional]] di Tiongkok, dan perusahaan [[bioteknologi]] AS [[Thermo Fisher Scientific]]. Selain itu, [[Institut Federal untuk Penelitian dan Pengujian Material]] di Jerman memiliki daftar bahan-bahan referensi skala nano.

== Referensi ==

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pencirian+nanopartikel&oldid=28117729 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 28117729 (2025-10-20T01:55:47Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

Pencirian nanopartikel - Riwayat revisi

Maintenance script: Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 28117729; atribusi sumber disertakan.