Konsep Teknologi

Trend Perkembangan Teknologi Saat ini
Bidang yang paling berpengaruh :
 Bioteknologi
 Teknologi material
 Nanoteknologi
 Teknologi informasi
Last Minute Bioteknologi
 Manipulasi/modifikasi genetika.
 Kloning binatang (dan manusia?).
 Pemetaan DNA yang semakin sempurna.
 Penemuan dan penggunaan sel punca
(stem cell).
 Berbagai jenis senjata biologi.
 Dll.
Perkembangan Bioteknologi
 Teknologi genetika : memprofil, mengkopi,
memanipulasi genetika, untuk organisme tumbuhan
maupun binatang.
 Rekayasa organisme dengan teknik baru  akan
muncul organisme jenis baru !
 Mesin penganalisis DNA dengan sistem berbasis TI
akan mempercepat analisis genetika
 Penemuan obat-obatan baru, penggunaan sensor/
identifikasi biologis, diagnosis penyakit yang lebih
baik, obat-obatan yang lebih efektif, prediksi
penyakit yang lebih tepat, pelacakan pergerakan
penyakit, hingga ke aplikasi di bidang personal
(misalnya kosmetika).
Rekayasa Organisme
Rekayasa Organisme
Perkembangan Bioteknologi
 Identifikasi DNA akan melengkapi
teknologi biometrik yang saat ini eksis
( identifikasi retina dan fingerprint)
 Teknologi kloning akan menjadi
mekanisme yang dominan untuk
memproduksi organisme yang
sejenis/sesifat.
Riset kloning manusia tampaknya akan
merebak, walau masih ilegal dan menuai
kontroversi.
Jika hasil kloning tidak sempurna,
apakah harus dimusnahkan (= dibunuh)
atau dipelihara ?
DNA (Deoxyribonucleic acid )
• Merupakan asam nukleat yang
mengandung materi genetik dan
berfungsi untuk mengatur
perkembangan biologis seluruh
bentuk kehidupan secara seluler.
• Memiliki pola pewarisan sifat dari
orangtua
• DNA bisa diisolasi, baik pada
manusia maupun pada tumbuhan.
• DNA manusia dapat diisolasi melalui
sel darah putih karena memiliki
nukleus (DNA ada di dalamnya).
Rekayasa Genetika
 Teknik tradisional manipulasi genetik ( penyerbukan silang,
pembiakan selektif, radiasi) akan diperluas dengan teknik
insersi langsung, penghapusan, dan modifikasi gen melalui
teknik-teknik laboratorium.
 Sasarannya : tanaman pangan dan hewan dengan sifat-sifat
yang lebih baik ( rasa lebih enak, daging tanpa lemak jahat,
tahan penyakit, tambah nutrisi, dlsb.)
 Bisa direkayasa untuk meningkatkan ketahanan (bisa
mentoleransi rumput pengganggu, tumbuh lebih cepat, mampu
tumbuh di lahan yang buruk/kering/miskin hara, lahan beriklim
ekstrim panas/dingin, dlsb.).
 Tumbuhan direkayasa untuk menghasilkan bio-polimer (plastik)
atau bio-fuel untuk berbagai kebutuhan dengan tingkat polusi
yang rendah, organisme bisa direkayasa untuk menghasilkan
obat-obatan.
Rekayasa Biomedik
 Rekayasa jaringan dan organ tubuh telah menghasilkan
“komponen” organik buatan untuk manusia.
 Riset dan aplikasi terapi sel punca (stem cell) telah mencapai
kemajuan luar biasa, akan berlanjut di masa depan.
 Aplikasi : penambahan/perbaikan sel otak atau tubuh,
penggantian organ tubuh (misalnya jantung, ginjal, hati,
pankreas, dlsb.) tanpa perlu sel yang khusus
 Akan dimungkinkan untuk mempertahankan/memperbaiki
kualitas organ tubuh sehingga manusia akan berumur lebih
panjang !!
 Sel punca bisa ditemukan pada jaringan embrio sehingga
mengundang debat masalah etik untuk penggunaannya.
 Di masa depan dimungkinkan penggunaan sel punca
manusia dewasa.
Sel Punca (Stem Cell)
Stem cell : sel yang tidak/belum
terspesialisasi yang mempunyai 2 sifat :
1. Kemampuan untuk berdiferensiasi
menjadi sel lain (differentiate).  stem
cell mampu berkembang menjadi
berbagai jenis sel matang, misalnya sel
saraf, sel otot jantung, sel otot rangka,
sel pankreas, dan lain-lain.
2. Kemampuan untuk memperbaharui
atau meregenerasi dirinya sendiri (selfregenerate/self-renew).  stem cell
bisa membuat salinan sel yang persis
sama dengan dirinya melalui pembelahan
sel.
Jenis Sel Punca (Stem Cell)
1. Totipotent  bisa berdiferensiasi menjadi
semua jenis sel. Contoh : zigot (telur yang
telah dibuahi).
2. Pluripotent  bisa berdiferensiasi menjadi
3 lapisan germinal : ektoderm, mesoderm,
dan endoderm. Contoh : embryonic stem
cells.
3. Multipotent  bisa berdiferensiasi
menjadi banyak jenis sel. Contoh :
hematopoietic stem cells.
4. Unipotent  Hanya bisa menghasilkan 1
jenis sel. Tapi bedanya dengan sel biasa, sel
ini mempunyai sifat bisa memperbaharui
atau meregenerasi diri (selfregenerate/self-renew)
Xenotransplantations
 Transplantasi bagian tubuh dari satu spesies ke spesies
lain (yang berbeda).
 Jaringan donor dimodifikasi secara genetik dan diberi
antibodi organ untuk menghilangkan reaksi penolakan
oleh tubuh.
 Kera babun dan babi diharapkan bisa dimodifikasi
secara genetik dan diklon untuk menghasilkan organorgan yang akan ditransplantasikan ke tubuh manusia.
 Selain penolakan, ada kemungkinan virus yang berasal
dari donor bisa menulari manusia dan menjadi penyakit
manusia yang sebelumnya tak pernah ada.
Masalah bioteknologi?
1. Masalah hukum terkait genetika secara umum (misalnya
database nasional profil DNA, pra-pengaturan genetika, dlsb).
2. Masalah moralitas kloning manusia, kemungkinan
malapraktik/masalah medis lain, hingga penyalahgunaan
(misalnya “peternakan manusia”).
3. Masalah perlindungan kepemilikan genetika.
4. Masalah keamanan dan etika organisme yang diubah secara
genetis.
5. Masalah aplikasi sel punca pada teknologi jaringan organ
manusia.
6. Masalah transplantasi jaringan dari binatang ke manusia,
masalah kemungkinan timbulnya penyakit baru.
7. Meningkatnya risiko penyalahgunaan bioteknologi untuk
persenjataan.
Teknologi Material
 Penemuan material baru berperan sangat besar dalam
perancangan sistem dan aplikasi-aplikasi baru.
 Pengembangan iptek material melibatkan banyak riset
multidisiplin keilmuan.
 Contoh : Riset untuk menghasilkan semacam jaring labalaba yang kekuatannya melebihi kawat baja atau riset untuk
menghasilkan material sekeras kulit tiram melibatkan berbagai
disiplin ilmu : kimia, fisika, dan teknologi nano.
 Untuk mengembangkan peranti robotika dan otot-otot buatan
memerlukan riset mendalam tentang polimer-polimer elektroaktif yang melibatkan ilmu kimia, fisika-mekanika, elektronika,
dlsb.
 Riset pengembangan komposit berkembang pesat.
 Peningkatan kekuatan polimer (plastik) dengan serat keramik
sementara bobotnya tetap ringan.
Teknologi Nano
Material berskala-nano  material berukuran
submikrometer (10-6m) atau nanometer (10-9m).
Material mikroskopis  seringkali memiliki sifat yang
sangat berbeda dengan material berukuran “normal”.
 Contoh : tabung-nano karbon (carbon nanotube),
serbuk berukuran kuantum (quantum dots), molekul
biologis, dlsb. memiliki sifat sangat berbeda dengan
material dari bahan yang sama tetapi berukuran
“besar”.
Reinforced Materials
 Reinforced Plastics : plastik yang telah diperkuat
hingga sekuat baja  digunakan untuk rompi
anti-peluru, baling-baling helikopter, dan
perangkat lain yang membutuhkan kekuatan
tinggi tetapi tetap ringan.
 Reinforced Ceramics : keramik yang telah
diperkuat dengan material lain  banyak
digunakan pada mesin mobil hingga ke sistem
persenjataan
Pengembangan Teknologi Material
1. Material cerdas : material yang mengandung sensor dan penggerak
(aktuator) yang bisa dikendalikan oleh komputer.
 Tujuan :merespon kondisi lingkungan dan menyesuaikan diri.
 Contoh : robot pesawat untuk aplikasi eksplorasi udara, penanganan
lokasi dengan bahan berbahaya, dan pesawat terbang tanpa awak.
(unmanned aerial vehicle, UAV).
2. Microelectromechanical System (MEM) multifungsi : sistem berbasis
teknologi material, elektronika, kimia, dan fisika dengan banyak fungsi.
 Contoh : sistem pengantaran obat untuk terapi pengobatan hidrojel
(hydrogel), kulit dinding luar pesawat tempur yang dibuat dari material
berbahan penyerap sinyal gelombang-mikro, bahan kulit logam yang
mampu berubah bentuk menyesuaikan diri dengan aliran udara, dlsb.
3. Material yang mampu menyesuaikan diri dan bertahan dengan kondisi
lingkungan tertentu (misalnya suhu dan/atau tekanan tinggi).
Material Cerdas
 Bahan ferroelektrik : berperilaku menegang saat terpapar
medan elektrik. Bahan ini telah lama digunakan sebagai
elemen memori nonvolatile pada kartu cerdas.
 Bahan magnetostriktif : berperilaku menegang apabila
terpapar medan magnetik.
 Contoh aplikasi : pencetak ink-jet, magnetic disk-drive,
peranti anti-pembekuan, dlsb.
 Paduan metal “pengingat bentuk” (shape-memory) :
berperilaku mengubah bentuk saat ada perubahan suhu.
 Material polimer cerdas : akan terdeformasi jika terpapar
medan elektrik) yang bisa dikembangkan sebagai bahan
otot buatan.