Ulat nina Kate Abulad, Jan Carlo Basilio, at Kristel Mariz Delos Santos

“Kumusta? Ako si Niña!”

“Ngayong araw, ikinuwento sa akin ni Tito Bert ang proyekto  nila sa UP Los Baños tungkol sa nanosilica. Heto ang laman ng notebook ko!” 

Mahirap silipin at kapiranggot mang maituturing ang mga nanoparticles, malaki naman ang tulong na dala nila sa iba’t ibang larangan ng ating buhay. Sa medisina, kalusugan, kalikasan, o maging sa kinakalawang na kagamitan, mahaba ang listahan ng mga benepisyong dala ng nanotechnology.

“Sabi ni tito, kahit na maliit, maraming gamit ang mga nanoparticles!”

Kapag unang mapakikinggan ang nanotechnology, maiisip nating ito ay komplikadong teknolohiya ngunit ang totoo, matatagpuan ito sa mga pang-araw-araw na produktong palagi nating ginagamit. Halimbawa ng mga ito ay ang mga sumusunod:

Sunscreen – May dalawang uri ng nanoparticles na karaniwang inilalagay sa sunscreen upang mas maging epektibong pangontra sa radyasyon mula sa ultralila o UV radiaton. Ito ay ang titanium dioxide and zinc oxide. Dahil sa mga nanoparticles na ito, ang mga sunscreen ngayon sa merkado ay mas mabisa, magaan sa balat at hindi gaanong makapal ang consistency.

Kasuotan – Ang nanoparticles na silica ay nakalilikha ng tela na may kakayahang kontrahin ang tubig at iba pang likido. Sa pamamagitan ng pagtatahi o pag-wiwisik ng nanoparticle sa ibabaw ng tela, malilikha na ang damit na hindi nababasa at namamantsahan. Maaari rin itong magtaglay ng antimicrobial properties na kayang pumatay sa mabahong mikrobyo.

Kompyuter – Kung walang nanoteknolohiya, hindi tayo magkakaroon ng mga elektroniko. Pangunahing kasangkapan ang nanotechnology sa paggawa ng maliliit na computer processor na ginagamit sa laptops, tablet, smartphones, at iba pang devices.

Muwebles (Furniture) – Ginagamit ang nanoteknolohiya sa paggawa ng waterproof, stainproof, at dustproof na mga muwebles. Napapatagal nito ang buhay ng kasangkapan dahil nababawasan ang gastos sa pagpapa-ayos ng mga ito. Higit pa rito, ang pagpipintura ng nanoteknolohiya gaya ng carbon nanofibers ay nakatutulong upang mabawasan ang pagkasunog o flammability ng mga muwebles ng nasa 35%. 

“Sabi ng tito ko, pinag-aaralan nila ang nanotechnology sa UPLB. Marami na nga raw silang proyekto tungkol dito”. 

Nanotechnology sa UPLB

Pangunahing misyon ng University of the Philippines Los Baños Nanotechnology Program na maitanghal ang UPLB Nanotechnology Center bilang nangungunang institusyon sa bansa para sa pag-aaral, pananaliksik at pagpapa-unlad ng nanotechnology na may aplikasyon sa agrikultura, panggugubat, industriya ng pagkain, kalikasan, at iba pa. Naniniwala silang magiging epektibo lamang ang paggamit ng teknolohiyang ito kung may kolaborasyon at pagkakaugnay-ugnay ang iba’t ibang siyentipikong disiplina tulad ng sa siyensya at inhenyeriya.

Nito lamang Marso 7-10, 2023 alinsabay sa UPLB 114th Foundation Day, ay itinampok nila sa eksibit ang dalawang bagong teknolohiya. Una rito ay ang Iron-Modified Nanosilica Filter Beads na may kakayahang salain ang heavy metals partikular ang arsenic na karaniwang sumasama sa ating inuming tubig. Bukod sa benepisyo para sa sambahayan at mga maliliit na negosyo, magagamit din ito sa mga patapong tubig sa minahan at semikonduktor na industriya. 

Pangalawa ay ang Nanosilica-Based Anticorrosion Coating na yari sa ipa ng palay upang makabuo ng silicate-based at silicate conversion coating na ipinapahid sa stainless na bakal sa pamamagitan ng Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) at Dip Coating methods. Ang pormulasyon na gumamit ng dip coating method ay nagresulta sa pinakamataas na impedance reading na nagpapatunay ng katangian ng coating na  labanan ang pangangalawang.

Teka, nano-raw?

“Sabi ni Tito, maliit daw talaga ang nanoparticles, mas maliit pa sa langgam o sa hibla ng buhok ko”.

Nanotechnology: Pangakong pag-asa

Nanotechnology ang tawag sa sangay ng siyensya na tumutukoy sa paglikha at paggamit ng materyales na ang yunit ng pagsukat ay mas maliit pa sa 100 nanometro.

Malaki ang pangako ng nanoteknolohiya sa bansa. May implikasyon ito sa halos lahat ng uri ng proseso at produkto ng manupaktura. Bagama’t bago, kinakikitaan ito ng potensyal  na aplikasyon sa iba’t ibang larangan tulad ng pisika (physics), kimika (chemistry), medisina (medicine), inhenyeriya (engineering), at mekanika (mechanics).

Noong 2009, pormal na kinilala ng Department of Science and Technology (DOST) ang larangan ng nanotechnology bilang prioridad sa Research and Development (R&D) ng bansa. Mula noon ay mas umikting ang pananasliksik ng mga siyentipiko at lumitaw ang mga likha tulad ng nanostructured solar energy devices, nanosensors, at mga pesticides at fertilizer na may nanoparticles. Ayon sa ulat ng StatNano, mayroon nang anim na naitayong kumpanya sa bansa na nakabuo ng dalawampu’t-tatlong (23) produkto sa larangan ng automotive, medisina, konstrukyon, textile, at mga kasangkapan sa bahay.

Nanosilica

Ang nanosilica ay terminong nanggaling sa dalawang salita, “nano” at “silica”. Ang “nano” ay nagtataglay ng espesyal na katangian dahil sa napakaliit nitong sukat na 1 hanggang 100 nanometers, samantalang ang “silica” ay mga kemikal na gawa sa oxygen at silicon na karaniwang matatagpuan sa kalikasan sa anyo ng buhangin, bato, o iba pang mineral. Ang nanosilica ay ginagamit sa aplikasyon tulad ng pagsasagawa ng mga coating o pagsusukat ng mga pampatibay ng materyales, nagbibigay ng lakas, tibay, at pagiging heat-resistant o kakayahang labanan ang init.

Noong 2015, sina Engr. Marish Madlangbayan, kasama ang mag-asawang Dr. Engelbert Peralta at Dr. Milagros Peralta, ay nakabuo ng proyektong pinamagatang: “Development of Nanosilica-based Anti-Corrosion Coating Formulations for Carbon Steel Reinforcement Used in Farm Structures” katuwang ang Department of Science and Technology (DOST) at Philippine Council for Industry, Energy, and Emerging Technology Research and Development (PCIEERD) at kasalukuyang pinag-aaralan at pinauunlad.

Ayon kay Engr. Madlangbayan, “Kaya nanosilica, ay dahil sa sukat nito, una sa lahat, kaya niyang sumingit dun sa mga bahaging hindi mapuntahan.” Kapag nakapunta ito sa mga bahaging maliliit, naiiwasan ang mga salarin ng pangangalawang tulad ng tubig, mga molekula ng tubig, hangin, oxygen, at iba pa”.

“Kung alam mong pangangalawang ang problema, at alam mo kung saang banda, at ito ay sa mga pinakamaliliit na bahagi ng materyal na hindi kayang makita, nararapat na punan o lagyan yung mga butas-butas ng bagay na mas maliit na kayang gampanan ng nanosilica dahil ito ay sobrang maliit o “nano”. Dagdag pa niya, “Mayroon siyang tinatawag na mataas na bondings, bonds with the other materials, which is good. So it will not fly away, it will stay there.”

Naging inspirasyon sa nasabing proyekto ay ang kakayahang gamitin ang nanosilica sa mga reinforced concrete o mga tinibay na kongreto na ginagamit sa pagtatayo ng mga istraktura tulad ng bahay, gusali, tulay, at mga pundasyon na kung saan ito ay binubuo ng dalawang bahagi ang (a) reinforced concrete o tinibay na kongreto at (b) steel bars o pangpalakas ng bakal na baras bagamat ang mga ito kinakalawang din.

Ang nanosilica ay hindi basta basta mabibili sa mga sari-sari store, chemical store, o pharmaceutical store, dahil ito ay ginagawa at binubuo. Ang pangunahing pinagkukunan nito ay buhangin pati na rin ang damo na isang uri ng silica. Ngunit ang pagbuo nito ay nangangailangan ng malaking halaga at maraming enerhiya, dun pumasok ang teknolohiyang binuo ng grupo ng Peraltas.

Naimbento nila ang teknolohiyang ginagamit ng rice hull o ipot ng bigas upang mag-ani ng nanosilica. Ang rice hull o ipot ng bigas ay itinuturing bilang basura sa bansa, kung kaya’t ito ay mura lamang mabibili, ibig sabihin kung ang pangunahing materyal na kailangan ay mura, ang proseso ay mura, ang produkto ng nanosilica ay mura din kumpara sa ibang nanosilica, kaya ito ay nagustuhan din ng DOST.

“Nalaman ko rin na pwede rin pala ang nanosilica sa pangangalaga ng kagamitang bakal. Buti na lang at may nanosilica!”

Pangangalawang (Corrosion)

Ang pangangalawang ay isang proseso o kondisyon kung saan ang isang piraso ng bakal ay nagkakaroon ng karagdagang layer o balat ng ibang materyal. Ito ay pagkasira ng materyal na gawa sa bakal dahil sa reaksyon nito sa mga elemento tulad ng hangin, tubig, o ibang mga kemikal kung saan nagkakaroon ng bahid at pagkatuyo ng kalawang na nagiging sanhi ng pagkasira ng materyal, pagbaba ng kalidad nito, at maaaring maapektuhan ang pag-andar nito. Karaniwang mga bakal o steel ang tinatamaan ng pangangalawang.

Ang pangangalawang ay maaring dulot ng iba’t ibang sanhi tulad ng:  

• Reaksyon sa hangin: Ang materyal na walang proteksyon sa hangin ay madaling mangangalawang dahil sa reaksyon nito sa oxygen.

• Pagkakababad sa tubig: Ang pagkalantad ng bakal sa tubig ay nagreresulta sa pangangalawang. Pinabibilis ng tubig ang reaksyon ng bakal na nagdudulot sa tinatawag na electrochemical corrosion. 

• Kemikal na pagsasalin: Maaring maging sanhi ng pagkakasira ng bakal ang paglalagay o pagkakalantad sa mga kemikal tulad ng asido, alkalai, o iba pang korosibong kemikal.

• Galvanic Corrosion: Ito ay uri ng pangangalawang na nangyayari kapag magkaiba ang uri ng metal na nagkakasama sa iisang lugar na nagdudulot ng pagkasira sa mga metal na ito. Ang isang metal ay maaring maging anode na mas madaling masira, samantalang ang isa naman ay magiging cathode na mas protektado o hindi gaanong naapektuhan ng pangangalawang.

• Mekanikal na pagkasira: Kapag ang metal ay mayroong mga gasgas o anumang pinsala sa proteksyon dahil sa pintura o coating, maaaring itong maging sanhi ng pangangalawang na nagbibigay-daan sa hangin, tubig, o kemikal.

Pagka’t ang UPLB ay para sa agrikultura, ang pangunahing makikinabang sa proyekto ay ang mga magsasaka o mga may-ari ng sakahan. Napili ang mga farm structures o mga konstruksyon o gusali na ginagamit sa pagsasaka maging ang pag-aalaga ng mga hayop sa bukirin o sakahan dahil ito ay matubig. Damay na din ang mga industriyang gumagamit ng kahit anong uri ng bakal. Ano ang nakikitang solusyon?: Nanosilica.

Maaaring maihalintulad ang nanosilica sa paggamit ng salamin na maaaring gamitin sa iba’t ibang uri ng aspeto ng buhay sa pang-araw araw. Halimbawa na lang ay ang pag-aalaga sa ating mga balat o skin care, kapag tayo ay gumamit ng mga produkto sa ating balat na mayroong nanoparticles, at gumamit ka ng salamin kung saan makikita mo ang iyong mga imperpeksyon. Kung saan magbibigay ang produkto ng mas makinis na balat at mapapabuti nito ang kutis.

Pulso ng magsasaka

Madilim, malamig, at maalikabok ang bodegang tinungo namin. Pero liban sa mga mga saku-sakong mga butil ng bigas, sumambulat ang mga kinakalawang na kagamitan sa pagsasaka. Para sa kanila, magiging isang malaking tulong ang proyekto sa kanilang kabuhayan.

Naniniwala si Eduardo Valencia, Konsehal sa Calauan at pangulo ng Irrigators Association sa Brgy. Bangyas, na malaking tulong ang nanosilica-based anti-corrosion coating upang mapahaba ang buhay ng kanilang mga gamit pansaka. Nagpahayag siya ng suporta sa kalagahan ng nasabing proyekto. Ang magiging tanong na lang dito ay kung magiging abot-kaya ang presyo para sa kanila na makikinabang dito.

“Maganda kung approved na, yung talagang mapapakinabangan sa pagsasaka, kasi siyempre male-lessen yung sira, yung kalawang, so tatagal yung mga buhay ng mga gamit sa bukid” saad ni Konsehal Jowel Gonzales, may-ari ng sakahan sa Calauan, nang tanungin ang kanyang opinyon sa teknolohiyang ito.

“Sabi ni Tito Bert, patuloy pa rin daw nilang pinag-aaralan ang nanosilica pati ang malawak na nanotechnology para makatulong sa mga magsasaka at sa iba pang mga tao.”

Katayuan ng Proyekto

Sa ngayon ay pinag-iisipan ni Dr. Madlangbayan ang payo ng industry partner na gamitin ang nanosilica sa iba pang high value products liban sa farm structures. Tinitingnan din nila ang posibilidad para sa malawang produksyon ng nanosilica at ang pagtuklas ng iba pang paraan upang pasimplehin application nito.

Mahalagang tandaan na ang nanotechnology ay isang teknolohiyang patuloy na pinag-aaralan at pinauunlad sa bansa na nagbubukas ng maraming posibilidad sa paggamit ng nanosilica sa hinaharap.

Mga Sanggunian:

UPLB Nanotechnology Program. (n.d.). Uplbnanotechprogram. https://uplbnanoscience.wixsite.com/uplbnanotechprogram

The Welding Institute Global. (2023). What are Nanoparticles? Definition, Size, Uses, and Properties. TWI Global. Retrieved June 14, 2023, from https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-are-nanoparticles

NATIONAL NANOTECHNOLOGY INITIATIVE. (n.d.). Size of the Nanoscale. National Nanotechnology Initiative. Retrieved June 14, 2023, from https://www.nano.gov/nanotech-101/what/nano-size