Langkau ke kandungan
Kimia · Tingkatan 5 (SPM) · 5.0 KIMIA KONSUMER DAN INDUSTRI

5.5 Aplikasi nanoteknologi dalam industri

Unit ini menerangkan maksud nanoteknologi dan menghuraikan contoh serta aplikasinya dalam kehidupan harian.

  • KSSM
  • 2 SP
  • 10 latihan
  • Percuma

SP 5.5.1Menerangkan maksud nanoteknologi.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menerangkan

Murid perlu menerangkan maksud nanosains, nanoteknologi dan zarah nano, serta kaitan saiz zarah dengan nisbah luas permukaan kepada isi padu.

  1. IsiNanosains, nanoteknologi dan zarah nano
    Huraian

    Nanosains ialah kajian pengolahan bahan pada skala nano. Nanoteknologi ialah pembangunan bahan atau peranti dengan memanfaatkan ciri zarah nano. Zarah nano bersaiz antara 1 hingga 100 nanometer, 1 nm = 10⁻⁹ m.

    Contoh

    Zarah zink oksida bersaiz 50 nm dalam pelindung matahari ialah zarah nano; sehelai rambut kira-kira 80 000 nm tebal.

  2. IsiSaiz kecil, nisbah luas permukaan besar
    Huraian

    Semakin kecil saiz zarah, semakin besar nisbah luas permukaan kepada isi padu, maka zarah lebih reaktif dan menunjukkan sifat baharu. Saiz yang sangat kecil membolehkan zarah menembusi lapisan kulit, aliran darah dan sistem limfa.

    Contoh

    Kubus bersisi 10 nm mempunyai nisbah luas permukaan kepada isi padu 0.6 nm⁻¹, sepuluh kali ganda kubus bersisi 100 nm (0.06 nm⁻¹).

IstilahMaksud nanoteknologi

Nanometer
1 nm = 1 × 10⁻⁹ m
Nanozarah
Zarah bersaiz antara 1 nm hingga 100 nm
Nanoteknologi
Pembangunan bahan atau peranti dengan memanipulasi atom dan molekul pada skala nanometer (1 hingga 100 nm)
Nanosains
Kajian tentang zarah bersaiz nano dan sifat uniknya
SP 5.5.1

Tahukah andaMengapa saiz nano berbeza?

Pada skala nano, luas permukaan per isi padu sangat besar. Bahan yang sama boleh menunjukkan sifat berbeza, contohnya lebih reaktif, lebih kuat atau berubah warna.

SP 5.5.1

SP 5.5.2Menghuraikan nanoteknologi dengan contoh dan aplikasi dalam kehidupan harian.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menghuraikan

Murid perlu menghuraikan contoh dan aplikasi nanoteknologi dalam tujuh bidang kehidupan, serta sifat fizik, sifat kimia dan kegunaan grafin (grafen).

  1. IsiAplikasi dalam pelbagai bidang
    Huraian

    Nanoteknologi berkembang di seluruh dunia dan diaplikasi dalam semikonduktor dan elektronik, tenaga dan elektrik, pertanian, tekstil, makanan, perubatan dan kosmetik.

    Contoh

    Cip elektronik lebih kecil; sel suria nano; nanobaja dan nanosensor tanah; fabrik nanoperak antibakteria; pembungkusan makanan antibakteria; penghantaran ubat ke sel kanser; TiO₂ nano dalam pelindung matahari.

  2. IsiSifat fizik dan sifat kimia grafin
    Huraian

    Grafin ialah satu lapisan atom karbon tersusun dalam gelang heksagon. Sifat fizik: sangat kuat, ringan, nipis, lutsinar, fleksibel, pengalir elektrik dan haba yang sangat baik. Sifat kimia: stabil dan lengai pada suhu bilik, tetapi boleh bertindak balas dengan oksigen pada suhu tinggi dan boleh diubah suai secara kimia (cth grafin oksida).

    Contoh

    Grafin lebih kuat daripada keluli dengan jisim yang sama tetapi hampir lutsinar.

  3. IsiKegunaan grafin dalam industri
    Huraian

    Kegunaan grafin dalam industri polimer, tenaga dan elektronik berasaskan sifat-sifatnya.

    Contoh

    Polimer: ditambah ke dalam plastik untuk menghasilkan komposit kuat dan ringan. Tenaga: elektrod bateri dan superkapasitor yang cepat dicas. Elektronik: skrin sentuh fleksibel dan sensor.

Peta buihGrafin

Grafin
Satu lapisan atom karbon tersusun heksagonSangat kuat tetapi ringanPengalir elektrik dan haba yang sangat baikLutsinar dan fleksibelKegunaan: skrin sentuh, bateri, sensor, panel suria
SP 5.5.2

JadualAplikasi nanoteknologi

BidangContoh aplikasi
PerubatanNanozarah menghantar ubat terus kepada sel kanser
KosmetikNanozarah titanium dioksida dan zink oksida dalam pelindung matahari
TekstilFabrik bersalut nanoperak antibakteria; fabrik kalis kotoran
ElektronikCip lebih kecil dan pantas; skrin grafin
PertanianNanosensor mengesan kelembapan tanah dan penyakit tanaman; nanobaja
MakananPembungkusan nano yang menghalang bakteria dan memanjangkan hayat simpanan
PembinaanKaca swacuci bersalut titanium dioksida
SP 5.5.2

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

PEKTP
Perubatan, Elektronik, Kosmetik, Tekstil, Pertanian: bidang aplikasi nanoteknologi

Kad imbas

1 nanometer
1 × 10⁻⁹ m
Julat saiz nanozarah
1 nm hingga 100 nm
Nanoteknologi
Memanipulasi atom dan molekul pada skala 1–100 nm untuk membina bahan/peranti
Grafin
Satu lapisan atom karbon; kuat, ringan, pengalir elektrik
Nanoperak dalam tekstil
Antibakteria

Semak kefahaman

  1. Nyatakan maksud nanoteknologi. (SP 5.5.1)

    Lihat jawapan

    Nanoteknologi ialah pembangunan bahan atau peranti dengan memanfaatkan ciri-ciri zarah nano.

  2. Nyatakan dua sifat fizik grafin. (SP 5.5.2)

    Lihat jawapan

    Grafin sangat kuat, ringan, nipis, lutsinar, fleksibel serta pengalir elektrik dan haba yang sangat baik.

10 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Tahap Penguasaan (TP)

TPTafsiran
TP1Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai kimia konsumer dan industri.
TP2Memahami kimia konsumer dan industri serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
TP3Mengaplikasikan pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
TP4Menganalisis pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
TP5Menilai pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
TP6Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
  1. TP1

    Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai kimia konsumer dan industri.

    Aktiviti: Individu, 10 minit: murid melengkapkan kad dengan maksud nanoteknologi dan skala nanometer (1 nm = 10⁻⁹ m) serta memadankan dengan contoh bahan.

    Evidens PBD: Kad lengkap dan semakan lisan.

    SP disasar: 5.5.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. TP2

    Memahami kimia konsumer dan industri serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.

    Aktiviti: Berpasangan, 15 minit: murid menerangkan dengan contoh mengapa sifat bahan berubah pada saiz nano, menggunakan perbandingan luas permukaan kiub besar dan kiub kecil.

    Evidens PBD: Penerangan lisan dan lembaran perbandingan.

    SP disasar: 5.5.1 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. TP3

    Mengaplikasikan pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.

    Aktiviti: Kumpulan, 20 minit: murid menghuraikan dengan contoh aplikasi nanoteknologi dalam kesihatan, tekstil, kosmetik dan elektronik daripada kad maklumat, lalu mengisi jadual aplikasi.

    Evidens PBD: Jadual aplikasi nanoteknologi yang dilengkapkan kumpulan.

    SP disasar: 5.5.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. TP4

    Menganalisis pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.

    Aktiviti: Kumpulan, 20 minit: murid menganalisis sifat grafin dan menghubungkannya dengan kegunaan seperti bateri atau skrin, lalu menjelaskan sebab sesuatu aplikasi menggunakan bahan nano.

    Evidens PBD: Huraian analisis dan jadual sifat-kegunaan.

    SP disasar: 5.5.2, 5.5.1 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
  5. TP5

    Menilai pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.

    Aktiviti: Kumpulan, 25 minit: murid menilai satu aplikasi nanoteknologi dari segi manfaat dan risiko, membuat keputusan sama ada wajar digunakan, dan memberi justifikasi.

    Evidens PBD: Keputusan berjustifikasi dan rubrik hujah.

    SP disasar: 5.5.2 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati
  6. TP6

    Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai kimia konsumer dan industri dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.

    Aktiviti: Kumpulan, 30 minit: murid mereka satu idea produk nano untuk menyelesaikan masalah harian sekolah, menyatakan bahan nano dan fungsi, lalu membentangkannya sebagai poster.

    Evidens PBD: Poster idea dan rubrik kreativiti dan ketepatan.

    SP disasar: 5.5.1, 5.5.2 · Latihan sepadan: aras Mencipta

Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 22 unit Kimia Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Unit lain dalam 5.0 KIMIA KONSUMER DAN INDUSTRI

  1. 5.1 Minyak dan lemak
  2. 5.2 Bahan Pencuci
  3. 5.3 Bahan Tambah Makanan
  4. 5.4 Ubat-ubatan dan bahan kosmetik
  5. 5.5 Aplikasi nanoteknologi dalam industri
  6. 5.6 Aplikasi teknologi hijau dalam pengurusan sisa industri