Linux atau GNU/Linux adalah sistem operasi bebas yang sangat populer. Istilah Linux atau GNU/Linux (GNU) juga digunakan bagi merujuk kepada keseluruhan edaran Linux (Linux distribution), yang selalunya disertakan program-program lain selain Sistem Pengoperasian. Contoh-contoh program adalah seperti Server Web, Bahasa Pengaturcaraan, Basis Data, Persekitaran Desktop (Desktop environment) (seperti GNOME dan KDE), dan suite kantor (office suite) seperti OpenOffice.org. Edaran-edaran Linux telah mengalami
pertumbuhan yang pesat dari segi kepopuleran, sehingga lebih populer dari versi UNIX yang propritari (proprietary) dan mula menandingi dominasi Microsoft Windows dalam beberapa kasus.
Linux menyokong banyak Perkakasan Komputer, dan telah diguna di dalam berbagai peralatan dari Komputer pribadi sampai Superkomputer dan Sistem Benam (Embedded System) (seperti Telefon Mudahalih dan Perekam Video pribadi Tivo).
Pada mulanya, ia dibuat dan digunakan oleh peminatnya saja. Kini Linux telah mendapat sokongan dari perusahaan besar seperti IBM, dan Hewlett-Packarddan perusahaan besar lain. Para penganalisa menujukan kejayaannya ini disebabkan karena Linus tidak bergantung kepada vendor (vendor-independence), biaya perkakasan yang rendah, dan kepantasannya berbanding versi UNIX proprietari, serta faktor keselamatan dan kestabilannya berbanding dengan Microsoft Windows. Ciri-ciri ini juga menjadi bukti atas keunggulan model pembangunan sumber terbuka.
Sejarah
Kernel Linux pada mulanya ditulis sebagai hobi oleh pelajar universitas Finland Linus Torvalds yang belajar di Universitas Helsinki, untuk membuat kernel Minix yang bebas dan dapat sunting. (Minix adalah projek pelajaran menyerupai UNIX direka untuk mudah dan bukannya untuk kegunaan perniagaan.) Versi 0.01 dikeluarkan ke Internet pada September 1991, Versi 0.02 pada 5 Oktober 1991. [1]
Berikutnya, beribu-ribu penulis program sukarelawan seluruh dunia telah menyertai projek ini.
Sejarah sistem pengoperasian berdasarkan Linux berkaitan arat dengan projek GNU, projek program bebas terkenal diketuai oleh Richard Stallman. Projek GNU bermula pada 1983 untuk membuat sistem pengoperasian seperti Unix lengkap — kompiler, utiliti aplikasi, utiliti pembangunan dan seterusnya — dikarang sepenuhnya dengan Program Bebas. Pada 1991, apabila versi pertama kerangka Linux ditulis, projek GNU project telah menghasilkan hampir kesemua komponen sistem ini — kecuali kernel. Torvalds dan pembangun kernel seperti Linux menyesuaikan kernel mereka supaya dapat berfungsi dengan komponen GNU, dan seterusnya mengeluarkan Sistem Pengoperasian yang cukup berfungsi. Oleh itu, Linux melengkapkan ruang terakhir dalam rancangan GNU.
Walaupun kernel Linux dilisensikan di bawah GNU General Public License, ia bukannya sebesar dari projek GNU.
Tux, seekor Penguin, merupakan logo dan maskot bagi Linux. Linux adalah tandaniaga (SN: 1916230) yang dimiliki oleh Linus Torvalds. Linux terdaftar sebagai "Program sistem pengoperasian komputer bagi penggunaan komputer dan operasi". Tandaniaga ini diletak setelah berlaku suatu kejadian di mana seorang pemalsu bernama William R Della Croce Jr mula menghantar surat kepada para pengedar Linux yang megklaim tandaniaga Linux adalah kepunyaannya serta meminta royalti sebanyak 10% dari mereka. Para pengedar Linux mulai mendorong agar tandaniaga yang asal diberi kepada Linus Torvalds. Perlisensian tandaniaga Linux sekarang dikendali oleh Linux Mark Institute.
Distribusi Linux
Terdapat banyak edaran atau distribusi Linux (lebih dikenali sebagai Distro), yang dibuat oleh individu, grup, dan lembaga lain. Masing masingnya mungkin disertakan dengan program sistem dan program aplikasi tambahan, di samping menyertakan suatu program yang memasang keseluruhan sistem dalam komputer baru.
Inti bagi setiap edaran Linux adalah Kernel Linux, koleksi program dari projek GNU (atau projek lain), shell, dan aturcara utiliti seperti pustaka (libraries), Kompiler, dan Pengedit (editor). Kebanyakan sistem juga menyertakan aturcara dan utiliti yang bukan-GNU, bagaimanapun utiliti tersebut dapat diasingkan dan masih menyediakan sistem ala-Unix. Beberapa contoh adalah aturcara dan utiliti dari BSD dan Sistem Tetingkap-X (X-Window System). X menyediakan Antaramuka Grafik (GUI) yang asas bagi sistem Linux.
Aplikasi Sistem Pengoperasian berdasarkan Linux
Pengguna Linux, yang secara tradisinya perlu memasang dan melakukan konfigurasi terhadap sistem sendiri, lebih cenderung mengerti teknologi dibanding pengguna Microsoft Windows atau Mac OS. Mereka sering disebut "hacker" atau "geek". Namun stereotipe ini semakin berkurang dengan peningkatan sifat ramah-pengguna dan makin luasnya pengguna edaran Linux. Linux telah membuat pencapaian yang agak baik dalam pasaran komputer server dan komputer tujuan khusus. Contohnya, mesin render gambar, dan servis web. Linux juga mulai populer dalam pasaran komputer "desktop".
Linux merupakan asas kepada kombinasi program-server LAMP, kependekan dari Linux, Apache, MySQL, Perl/PHP,Python. LAMP telah mencapai kepopuleran yang luas di kalangan pembangun Web.
Linux juga sering digunakan sebagai Sistem Pengoperasian Benam. Biaya Linux yang murah memungkinkan penggunaannya dalam peralatan seperti Simputer, yaitu komputer biaya rendah yang disasarkan pada penduduk berpendapatan rendah di Negara-negara Membangun.
Sumber: http://www.awali.org
Pembaca, apakah anda masih menggunakan Aplikasi Antivirus?
Apakah anda banyak menghabiskan waktu untuk mencari, mendownload Antivirus?
Berapa banyak waktu anda yang tersita untuk merestore Komputer anda yang terserang oleh Virus?
Sebuah pengalaman yang paling mengesalkan jika pada suatu ketika kita mendapati sistem operasi kita mendadak menjadi lambat, ngehang, blue screen, restart sendiri bahkan pada suatu kasus sama sekali tidak bisa berjalan sehinga perlu install ulang sistem operasi atau file-file penting anda yang tersimpan dalam Eksternal HDD atau USB Flash Disk tiba-tiba hilang dan berganti menjadi file yang tidak dikenal missal file dokumen berubah menjadi file Aplikasi.
Contoh komputer yang terinfeksi Spyware
Sebagian dari kasus diatas disebabkan oleh kesalahan Hardware (Rusak atau terpasang tidak baik) dan sebagian lagi disebabkan oleh program perusak seperti Virus, Trojan dan Malware.
Produktifitas kita akan menurun dan terganggu dengan adanya proses perbaikan atau pembersihan terhadap Virus tersebut, belum lagi jika ternyata ada file atau data yang rusak yang diakibatkan oleh Virus. Kesal dan marah? Pasti, kemudian apa yang anda persiapkan untuk mencegah hal tersebut terulang kembali? Pasang Antivirus?
Saya rasa komputer anda semua sudah terpasang Aplikasi Antivirus, tetapi masih saja terinfeksi. Mengganti Antivirus dengan Versi terbaru atau yang komersil dan (katanya) lebih bagus? Percayalah semuanya tidak akan banyak membantu, perkembangan virus selalu 3 langkah didepan dibandingkan penawarnya yang ditemukan belakangan setelah ada korban terinfeksi, jadi ketika update terbaru untuk mencegah sebuah virus tersebut ditemukan, sang pembuat Virus telah mengembangkan varian baru. Begitu seterusnya, dan kita akan berada dalam lingkaran setan yang selalu menjadi korban, baik secara Ekonomi, Waktu dan tenaga.
Bukankah lebih baik waktu, tenaga dan uang yang dialokasikan untuk biaya mencegah Infeksi virus terhadap komputer kita, dipergunakan untuk produktifitas kerja kita atau keperluan lain yang lebih baik?
Terus harus bagaimana? Langkah terbaik adalah memutus hubungan koneksi komputer kita, tidak ada Disket, USB Flasdisk, atau Internet dan system Operasi yang digunakan harus Orisinal (Bukan bajakan apalagi hasil crack-an). Pasti Anda aman dari serangan Virus. Pertanyaannya adalah apakah anda sanggup melakukan semua itu? Sebagai alat kerja, komputer membutuhkan semua akses koneksi tersebut untuk berbagi data.
Jika anda mau. Saya menyarankan menggunakan OS Linux, Bebas dan minus serangan Virus. Anda akan terbebas dari waktu yang terbuang percuma untuk proses scanning dan cleaning virus. Tidak ada defragmentasi HDD yg cukup memakan waktu (Untuk sebuah OS tertentu/W*****s jika lama tidak melakukan Defragment HDD, maka kinerja computer akan menjadi lambat).
Tetapi jika anda masih menginginkan menggunakan OS Propietary dengan alasan tertentu, Silahkan gunakan perangkat lunak Sistem Opeasi beserta Aplikasinya yang orisinal agar tingkat kemanananya dari serangan Virus (sedikit) terjamin.
Disadur dari http://kangtatang.wordpress.com/
Electronic Business, atau “E-Business” dapat didefinisikan sebagai berbagai proses bisnis yang bergantung ada sistem informasi otomatis, dimana saat ini banyak dilakukan dengan menggunakan teknologi Web-Based. Metode yangg diterapkan oleh E-Business memungkinkan perusahaan untuk menghubungkan data sistem internal dan eksternal dengan lebih efektif dan effisien, serta bekerja lebih dekat dengan pemasok dan mitra kerja. E-Business juga membantu perusahaan dalam memenuhi keinginan dan kebutuhan pelanggan.
Electronic Commerce, atau “E-Commerce” merujuk pada aktivitas bisnis secara online yang mendunia baik itu produk maupun jasa. Tujuan dari E-Commerce adalah untuk mendapatkan atau menambah keuntungan dengan menggunakan WWW (world wide web) atau internet untuk membangun dan mempererat hubungan antara klien dan mitra kerja dan untuk meningkatkan effisiensi perusahaan.
Dalam prakteknya, E-Business bukan hanya sekedar e-commerce. Dimana E-Business lebih merujuk dalam hal fokus strategi dengan memberikan perhatian lebih pada penggunaan fungsi elektronik. Sedangkan E-Commerce merupakan bagian dari keseluruhan strategi E-Business. E-Business beberapa aplikasinya adalah dengan penggunaannya dalam pembelian secara elektronik dan supply chain management (sistem pembelian secara otomatis), proses order secara elektronik, costumer service, dan kerja sama dengan mitra kerja. Selain itu dalam kasus spesial E-Business dapat digunakan sebagai standart pertukaran data antara perusahaan. Sedangkan E-Commerce sendiri diaplikasikan dengan cara pembelian atau penjualan barang atau jasa dengan menggunakan internet, atau melakukan transaksi kepemilikan atau hak produk atau jasa melalui komputer.
Aplikasi dari E-Business dibagi menjadi tiga kategori:
1. Sistem bisnis internal:
o Customer relationship management
o Enterprise resource planning
o Human resources management
2. Komunikasi dan kerja sama Enterprise:
o Voice over internet protocol (VoIP)
o E-mail
o Voice mail
o Web conferencing
3. E-commerce, business-to-business E-commerce (B2B), atau business-to-customer E-commerce (B2C):
o Internet shop
o Supply chain management
o Online marketing
Manusia adalah mahluk sosial, disamping Sandang, pangan, dan Papan sebagai kebutuhan utamanya, maka sebagai mahluk sosial manusia membutuhkan untuk berkomunikasi diantara sesamanya sebagai kebutuhan utamanya untuk dapat saling berhubungan satu dengan yang lainnya.
Maka mulailah manusia mencari dan menciptakan sistem dan alat untuk saling berhubungan tersebut, mulai dari melukis bentuk (menggambar) di dinding gua, isyarat tangan, isyarat asap, isyarat bunyi, huruf, kata, kalimat, tulisan, surat, sampai dengan telepon dan internet.
Alat dan Sistem komunikasi yang diciptakan manusia tersebut kemudian dikenal dengan nama Teknologi Informasi atau yang lebih dikenal dengan istilah” IT ” (dibaca ai-ti), singkatan dari Information Technology (eng).
Pada halaman-halaman berikutnya kita bersama-sama akan menyimak perjalanan IT dari masa ke masa, mengenali alat dan teknologi IT, serta mempelajari teknologi terbaru dari IT yaitu Internet
SEJARAH TEKNOLOGI INFORMASI
Perkembangan peradaban manusia diiringi dengan perkembangan cara penyampaian informasi (yang selanjutnya dikenal dengan istilah Teknologi Informasi). Mulai dari gambar-gambar yang tak bermakna di dinding-dinding gua, peletakkan tonggak sejarah dalam bentuk prasasti sampai diperkenalkannya dunia arus informasi yang kemudian dikenal dengan nama INTERNET.Informasi yang disampaikan pun berkembang. Dari sekedar menggambarkan keadaan sampai taktik bertempur.
Masa Pra-Sejarah (…s/d 3000 SM)Pada awalnya Teknologi Informasi yang dikembangkan manusia pada masa ini berfungsi sebagai sistem untuk pengenalan bentuk-bentuk yang mereka kenal, mereka menggambarkan informasi yang mereka dapatkan pada dinding-dinding gua, tentang berburu dan binatang buruannya. Pada masa ini mereka mulai melakukan pengidentifikasian benda-benda yang ada disekitar lingkungan mereka tinggal dan mewakilinya dengan bentuk-bentuk yang kemudian mereka lukis pada dinding gua tempat mereka tinggal, karena kemampuan mereka dalam berbahasa hanya berkisar pada bentuk suara dengusan dan isyarat tangan sebagai bentuk awal komunikasi mereka pada masa ini.
Masa Pra-Sejarah (…s/d 3000 SM)Perkembangan selanjutnya adalah diciptakan dan digunakannya alat-alat yang menghasilkan bunyi dan isyarat, seperti gendang, terompet yang terbuat dari tanduk binatang, isyarat asap sebagai alat pemberi peringatan terhadap bahaya.
Masa Sejarah (3000 SM s/d 1400-an M)Pada masa ini Teknologi Informasi belum menjadi teknologi masal seperti yang kita kenal sekarang ini, teknologi informasi masih digunakan oleh kalangan-kalangan terbatas saja, digunakan pada saat-saat khusus, dan mahal!
3000 SMUntuk yang pertama kali tulisan digunakan oleh bangsa sumeria dengan menggunakan simbol-simbol yang dibentuk dari pictograf sebagai huruf.Simbol atau huruf-huruf ini juga mempunyai bentuk bunyi yang berbeda(penyebutan), sehingga mampu menjadi kata, kalimat dan bahasa.
2900 SMPenggunakan Huruf Hierogliph pada bangsa Mesir KunoHierogliph merupakan bahasa simbol dimana setiap ungkapan di wakili oleh simbol yang berbeda, yang ketifka digabungkan menjadi satu akan mempunyai cara pengucapan dan arti yang berbeda, bentuk tulisan dan bahasa hierogliph ini lebih maju dibandingkan dengan tulisan bangsa Sumeria.
500 SMSerat Papyrus digunakan sebagai kertasKertas yang terbuat dari serat pohon papyrus yang tumbuh disekitar sungai nil ini menjadi media menulis/media informasi yang lebih kuat dan fleksibel dibandingkan dengan lempengan tanah liat yang sebelumnya digunakan sebagai media informasi.
105 MBangsa Cina menemukan KertasKertas yang ditemukan oleh bangsa Cina pada masa ini adalah kertas yang kita kenal sekarang, kertas ini dibuat dari serat bambu yang dihaluskan, disaring,dicuci kemudian diratakan dan dikeringkan, penemuan ini juga memungkinkan sistem pencetakan yang dilakukan dengan menggunakan blok kayu yang ditoreh dan dilumuri oleh tinta atau yang kita kenal sekarang dengan sistem Cap.
Masa Modern ( 1400-an M s/d sekarang )
Tahun 1455Mesin Cetak yang menggunakan plat huruf yang tebuat dari besi yang bisa diganti-ganti dalam bingkai yang tebuat dari kayu dikembangkan untuk yang pertama kalinya oleh Johann Gutenberg.
Tahun 1830Augusta Lady Byron Menulis program komputer yang pertama didunia berkerjasama dengan Charles Babbage menggunakan mesin Analytical-nya. Yang didesain mampu memasukan data, mengolah data dan menghasilkan bentuk keluaran dalam sebuah kartu. Mesin ini dikenal sebagai bentuk komputer digital yang pertama walaupun cara kerjanya lebih bersifat mekanis daripada bersifat digital, 94 tahun sebelum komputer digital pertama ENIAC I dibentuk.
Tahun 1837Samuel Morse mengembangkan Telegraph dan bahasa kode Morse bersama Sir William Cook dan Sir Charles Wheatstone yang dikirim secara elektronik antara 2 tempat yang berjauhan melalui kabel yang menghubungkan kedua tempat tersebut. Pengiriman dan Penerimaan Informasi ini mampu dikirim dan diterima pada saat yang hampir bersamaan waktunya. Penemuan ini memungkinkan informasi dapat diterima dan dipergunakan secara luas oleh masyarakat tanpa dirintangi oleh jarak dan waktu.
Tahun 1861Gambar bergerak yang peroyeksikan kedalam sebuah layar pertama kali di gunakan sebagai cikal bakal film sekarang.Tahun 1876Melvyl Dewey mengembangkan sitem penulisan Desimal.Tahun 1877a. Alexander Graham Bell menciptakan dan mengembangkan Telepon yang dipergunakan pertama kali secara umum.b. Fotografi dengan kecepatan tinggi ditemukan oleh Edweard Maybridge.
Tahun 1899Dipergunakan sistem penyimpanan dalam Tape (pita) Magnetis yang pertama. Tahun 1923Zvorkyn menciptakan tabung TV yang pertama.Tahun 1940Dimulainya pengembangan Ilmu Pengetahuan dalam bidang Informasi pada masa Perang Dunia 2 yang dipergunakan untuk kepentingan pengiriman dan penerimaan dokumen-dokumen militer yang disimpan dalam bentuk magnetic tape.
Tahun 1945Vannevar Bush mengembangkan sistem pengkodean menggunakan Hypertext.Tahun 1946Komputer digital pertama didunia ENIAC I dikembangkan.Tahun 1948Para peneliti di Bell Telephone mengembangkan Transistor.
Tahun 1957- Jean Hoerni mengembangkan transistor Planar. Teknologi ini memungkinkan pengembangan jutaan bahkan milyaran transistor dimasukan kedalam sebuah keping kecil kristal silikon.- USSR (Rusia pada saat itu) meluncurkan sputnik sebagai satelit bumi buatan yang pertama yang bertugas sebagai mata-mata. Sebagai balasannya Amerika membentuk Advance Research Projects Agency (ARPA) dibawah kewenangan Departemen Pertahanan Amerika untuk mengembangkan ilmu Pengetahuan dan Teknologi Informasi dalam bidang Militer.
Tahun 1962Rand Paul Barand, dari perusahaan RAND, ditugaskan untuk mengembangkan suatu sistem jaringan desentralisasi yang mampu mengendalikan sistem pemboman dan peluncuran peluru kendali dalam perang Nuklir.Tahun 1969Sistem jaringan yang pertama dibentuk dengan menghubungkan 4 nodes (titik), antara University of California, SRI (Stanford), University California of Santa Barbara, dan University of Utah.dengan kekuatan 50Kbps.
Tahun 1972Ray Tomlinson menciptakan program e-mail yang pertama
Tahun 1973 - 1990Istilah INTERNET diperkenalkan dalam sebuah paper mengenai TCP/IP kemudian dilakukan pengembangan sebuah protokol jaringan yang kemudian difkenal dengan nama TCP/IP yang dikembangkan oleh grup dari DARPA, 1981 National Science Foundation mengembangkan Backbone yang disebut CSNET dengan kapasitas 56 Kbps untuk setiap institusi dalam pemerintahan. kemudian pada tahun 1986 IETF mengembangkan sebuah Server yang berfungsi sebagai alat koordinasi diantara; DARPA, ARPANET, DDN dan Internet Gateway.
Tahun 1991- SekarangSistem bisnis dalam bidang IT pertama kali terjadi ketika CERN dalam menanggulangi biaya operasionalnya memungut bayaran dari para anggotanya. 1992 pembentukan komunitas Internet, dan diperkenalkannya istilah World Wide Web oleh CERN. 1993, NSF membentuk InterNIC untuk menyediakan jasa pelayanan Internet menyangkut direktori dan penyimpanan data serta database (oleh AT&T), Jasa Registrasi (oleh Network Solution Inc,), dan jasa Informasi (oleh General Atomics/CERFnet),1994 pertumbuhan Internet melaju dengan sangat cepat dan mulai merambah kedalam segala segi kehidupan manusia dan menjadi bagian yang tidak dapat dipisahkan dari manusia. 1995, Perusahaan umum mulai diperkenankan menjadi provider dengan membeli jaringan di Backbone, langkah ini memulai pengembangan Teknologi Informasi khususnya Internet dan penelitian-penelitian untuk mengembangkan sistem dan alat yang lebih canggih.
Salah satu contoh perkembangannya adalah perlombaan untuk menciptakan komputer super cepat.
Super komputer milik Amerika di claim memecahkan rekor sebagai super komputer tercepat di dunia. Super komputer ini dibuat dari komponen yang sebenarnya didesain untuk video game. Sedemikian cepatnya, komputer ini mampu menyelesaikan 1.026 quadrilion perhitungan perdetik.
Super komputer ini menjadi yang tercepat setelah mengalahkan pemegang rekor sebelumnya yakni BlueGene/L milik Laboratorium Lawrenca Livermore di Amerika. Super komputer baru ini diberi nama Roadrunner, setelah dibangun dengan dana $133 juta dolar AS, super komputer ini akan ditempatkan di Laboratorium Nasional Los Alamos dan akan digunakan untuk melakukan perhitungan dan keperluan militer yang lain.
Begitu extremnya kecepatan Roadrunner ini, dapat digambarkan dengan jika 6 miliar orang di seluruh dunia menggunakan kalkulator tangan dan melakukan perhitungan selama 24 jam sehari dan 7 hari seminggu, maka akan membutuhkan waktu 46 tahun untuk dapat melakukan perhitungan yang setara dengan yang dapat dilakukan roadrunner selama 24 jam.
Sumber : APJII ( Asosiasi Penyelenggara Jasa Internet Indonesia)
Linus Carl Pauling adalah kimiawan terkenal abad ke-20. Dia juga merupakan satu-satunya penerima dua Hadiah Nobel yang dianugerahkan hanya kepada seorang individu, walau untuk dua kategori yang berbeda: Nobel Kimia pada tahun 1954 dan Nobel Perdamaian pada tahun 1962. Dalam masa hidupnya selama 93 tahun (lahir tahun 1991 dan meninggal tahun 1994), Linus Pauling berhasil menobatkan dirinya menjadi salah satu ilmuwan terkemuka dunia dengan berbagai hasil penelitiannya yang merambah ke banyak bidang. Ini disebabkan karena Dr. Pauling tidak sungkan-sungkan mendalami berbagai disiplin ilmu: dari kimia ke fisika dan matematika, ke biologi dan kedokteran serta kesehatan. Bahkan, dia lebih senang disebut sebagai seorang 'ilmuwan' ketimbang seorang 'kimiawan'.
Karyanya di bidang kimia yang sangat dikagumi adalah hasil penelitiannya tentang sifat-sifat ikatan kimia yang tertuang dalam bukunya yang terkenal "The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry". Buku yang pertama kali diterbitkan pada tahun 1939 ini menjelaskan secara rinci bagaimana sifat-sifat ikatan kimia menentukan struktur suatu molekul dan bagaimana struktur molekul ini menentukan kualitas molekul tersebut. Hal yang menarik dari hasil risetnya ini adalah penjelasan Pauling mengenai fenomena ikatan kimia (covalent atau ionic) dengan menggunakan Mekanika Quantum, suatu teori fisika yang turut dipelajarinya ketika teori ini baru lahir dan berkembang di awal abad ke-20. Dr. Pauling menemukan bahwa dalam banyak kasus, tipe ikatan kimia-kovalen atau ion-dapat ditentukan dari properti magnetik zat atau bahan itu sendiri. Dia juga membuat skala elektonegativitas unsur-unsur yang memiliki karakter kedua jenis ikatan ini (ikatan kovalen dan ikatan ion); lebih kecil perbedaan elektonegativitas antara dua atom, lebih besar ikatan kimia antar keduanya memiliki ikatan kovalen murni. Untuk menjelaskan ikatan kovalen ini, Pauling menawarkan dua konsep baru yang dipinjam dari Mekanika Kuantum: ikatan-orbital hibridizasi dan ikatan resonansi. Hibridizasi merupakan fenomena penyusunan kembali elektron-elektron suatu atom dimana elektron-elektron tersebut mengambil posisi yang lebih memudahkan untuknya mengikat dengan atom yang lain. Sedangkan resonansi adalah fenomena dimana elektron-elektron suatu atom melompat dengan sangat cepat antara dua posisi (atau lebih dari dua posisi) di suatu jaringan ikatan. Resonansi merupakan suatu penjelasan penting atas struktur geometri suatu zat dan stabilitas zat tersebut.
Temuan pentingnya yang lain di bidang kimia adalah struktur protein alpha-helix. Dr. Pauling menemukan struktur ini kala dia sedang terbaring sakit karena terjangkit flu di Oxford, Inggris. Saat itu dia sedang menjadi profesor tamu di Balliol College. Setelah bosan membaca novel-novel detektif, tetapi karena masih harus beristirahat di tempat tidur atas perintah dokter, dia lantas mulai memikirkan struktur protein. Pauling mensketsa rangkaian polypeptide di atas sehelai kertas, kemudian melipatnya sepanjang garis-garis parallel dan kemudian berhasil mengkoseptualisasi dua struktur, apha-helix dan beta sheet. Walau begitu, temuannya ini tidak dipublikasikan sampai tiga tahun kemudian (di tahun 1951) untuk meyakinkan dirinya bahwa model yang ditemukannya adalah benar.
Selain sebagai seorang ilmuwan, Linus Pauling juga sangat aktif bergerak di bidang kemanusiaan. Setelah Perang Dunia (PD) II selesai, Pauling bersama ilmuwan ternama lainnya, Albert Einstein, yang mengepalai Komite Darurat Para Ilmuwan Atom (Emergency Committee of Atomic Scientist) kerap menyerukan untuk memberhentikan tes bom nuklir di atas permukaan bumi. Menggunakan data-data sains dan statistik, Pauling mengemukakan bahwa radiasi elektromagnetik hasil ledakan bom ini membahayakan kesehatan banyak orang. Penyakit-penyakit seperti kanker dan kelainan genetik dapat disebabkan oleh radiasi ini. Dia berhasil mengumpulkan 9000 tanda tangan dari ilmuwan berbagai negara untuk sebuah petisi yang berkenaan dengan hal ini dan menyerahkannnya ke Sekjen PBB pada tahun 1958. Usahanya lantas membuahkan hasil ketika kesepakatan pengurangan pengembangan senjata nuklir dikeluarkan dan Institusi Nobel menganugerahkannya Hadiah Nobel Perdamaian.
Sumber: disadur dan diterjemahkan dari berbagai situs :
1.
http://lpi.oregonstate.edu/lpbio/lpbio2.html2.
www.paulingexhibit.org/ 3.
www.nobel.se/chemistry/laureates/index.html
Bisakah pembaca bayangkan andaikata dunia tak punya alat Roentgen? Nyaris mustahil! Wilhelm Conrad Roentgen si penemu sinar X dilahirkan tahun 1845 di kota Lennep, Jerman. Dia peroleh gelar doktor tahun 1869 dari Universitas Zurich. Selama sembilan belas tahun sesudah itu, Roentgen bekerja di pelbagai universitas, dan lambat laun peroleh reputasi seorang ilmuwan yang jempol. Tahun 1888 dia diangkat jadi mahaguru bidang fisika dan Direktur Lembaga Fisika Universitas Wurburg. Di situlah, tahun 1895, Roentgen membuat penemuan yang membuat namanya kesohor.
Tanggal 8 Nopember 1895 Roentgen lagi bikin percobaan dengan sinar katoda. Sinar katoda terdiri dari arus elektron. Arus diproduksi dengan menggunakan voltase tinggi antara elektrode yang ditempatkan pada masing-masing ujung tabung gelas yang udaranya hampir dikosongkan seluruhnya. Sinar katoda sendiri tidak khusus merembes dan sudah diberhentikan oleh beberapa sentimeter udara. Pada peristiwa ini, Roentgen sudah sepenuhnya menutup tabung sinar katoda dengan kertas hitam tebal, sehingga biarpun sinar listrik dinyalakan, tak ada cahaya yang bisa terlihat dari tabung. Tetapi, tatkala Roentgen menyalakan arus listrik di dalam tabung sinar katoda, dia terperanjat melihat bahwa cahaya mulai memijar pada layar yang terletak dekat bangku seperti distimulir oleh sinar lampu. Dia padamkan tabung dan layar (yang terbungkus oleh barium platino cyanide) cahaya berhenti memijar. Karena tabung sinar katoda sepenuhnya tertutup, Roentgen segera sadar bahwa sesuatu bentuk radiasi yang tak kelihatan mesti datang dari tabung ketika cahaya listrik dinyalakan. Karena ini merupakan hal yang misterius, dia sebut radiasi yang tampak itu "sinar X." Adapun "X" merupakan lambang matematik biasa untuk sesuatu yang tidak diketahui.
Tergiur oleh penemuannya yang kebetulan itu, Roentgen menyisihkan penyelidikan-penyelidikan lain dan pusatkan perhatian terhadap penelaahan hal-ihwal yang terkandung dalam "sinar X." Sesudah beberapa minggu kerja keras, dia menemukan bukti-bukti lain seperti ini: (1) sinar X bisa membuat sinar pelbagai benda kimia selain "
barium platinocyanide." (2) sinar X dapat menerobos melalui pelbagai benda yang tak tembus oleh cahaya biasa. Khusus Roentgen menemukan bahwa sinar X dapat menembus langsung dagingnya tetapi berhenti pada tulangnya. Dengan jalan meletakkan tangannya antara tabung sinar katoda dan layar yang bersinar, Roentgen dapat melihat di layar bayangan dari tulang tangannya. (3) sinar X berjalan menurut garis lurus; tidak seperti partikel bermuatan listrik, sinar X tidak terbelokkan oleh bidang magnit.
Bulan Desember 1895 Roentgen menulis kertas kerja pertamanya mengenai sinar X. Laporannya dalam waktu singkat menggugah perhatian dan kegemparan. Dalam tempo beberapa bulan, beratus ilmuwan melakukan penyelidikan sinar X, dan dalam tempo setahun sekitar 1000 kertas kerja diterbitkan tentang masalah itu! Salah seorang ilmuwan yang penyelidikannya langsung bersandar dari hasil penemuan Roentgen adalah Antoine Henri Becquerel. Orang ini, meskipun maksud utamanya menyelidiki sinar X, justru menemukan fenomena penting tentang radioaktivitas.
Secara umum, sinar X bekerja bilamana energi tinggi elektron mengenai sasaran. Sinar X itu sendiri tidak mengandung elektron, tetapi gelombang elektron magnetik. Oleh karena itu pada dasarnya dia serupa dengan radiasi yang dapat terlihat mata (yaitu gelombang cahaya), kecuali panjang gelombang sinar X jauh lebih pendek.
Penggunaan sinar X yang paling dikenal --tentu saja-- di bidang pengobatan dan diagnosa gigi. Penggunaan lain adalah di bidang radioterapi, di mana sinar X digunakan untuk menghancurkan tumor ganas atau mencegah pertumbuhannya.
Sinar X juga banyak digunakan di pelbagai keperluan industri. Misalnya, bisa digunakan buat ukur tebal sesuatu benda atau mencari kerusakan yang tersembunyi. Sinar X juga berfaedah di banyak bidang penyelidikan ilmiah, mulai dari biologi hingga astronomi. Khususnya, sinar X menyuguhkan para ilmuwan sejumlah besar informasi yang berkaitan dengan atom dan struktur molekul.
Kendati begitu, orang janganlah berlebih-lebihan menilai arti penting Roentgen. Memang benar, penggunaan sinar X membawa banyak manfaat, tetapi orang tidak bisa berkata dia telah merombak keseluruhan teknologi kita, seperti halnya penemuan Faraday atas pembuktian elektro magnetik. Begitu pula orang tidak bisa bilang penemuan sinar X benar-benar merupakan arti penting yang mendasar dalam teori ilmu pengetahuan. Sinar ultraviolet (yang panjang gelombangnya lebih pendek ketimbang cahaya yang tampak oleh mata) telah diketahui orang hampir seabad sebelumnya. Adanya sinar X --yang punya persamaan dengan gelombang ultraviolet, kecuali panjang gelombangnya masih lebih pendek-- masih berada dalam kerangka fisika klasik. Di atas segala-galanya, saya pikir layak menempatkan arti penting Roentgen di bawah Becquerel yang penemuannya lebih punya makna penting yang mendasar.
Roentgen tak punya anak, karena itu dia dan istrinya mengangkat anak seorang gadis. Tahun 1901 Roentgen menerima Hadiah Nobel untuk bidang fisika, yang untuk pertama kalinya diberikan untuk bidang itu. Dia tutup usia di Munich, Jerman tahun 1923.
Pada tanggal 8 Oktober yang lalu, seorang ilmuwan Jepang, Osamu Shimomura diumumkan menjadi salah satu pemenang hadiah Nobel bidang kimia. Penghargaan ini diberikan karena ia berhasil menemukan green fluorescence protein atau protein berpendar hijau yang ada pada ubur-ubur.
Sewaktu masih berstatus mahasiswa, Shimomura diberi tugas untuk meneliti kunang-kunang laut. Sejenis binatang bercangkang lunak yang besarnya hanya sekitar 3 mm. Kunang-kunang laut ini, seperti namanya, mengeluarkan cahaya. Membuat pesisir laut Pasifik Je
pang tampak berkilauan di malam hari.
Shimomura ditugaskan untuk menyelidiki apa yang menyebabkan bangkai kunang-kunang laut yang sudah mati, bisa tetap bercahaya bila disiram air laut. Ia berhasil menemukan bahwa cahaya kunang-kunang berasal dari kerja sebuah protein, luciferin, yang bertindak sebagai substrat dan sebuah enzim, luciferase. Luciferase memungkinkan luciferin berikatan dengan oksigen. Reaksi ini melepaskan foton dan terciptalah cahaya yang digunakan si kunang-kunang untuk menakut-nakuti musuh.
Berbekal pengetahuan ini, Shimomura memulai penelitian barunya di Princeton University pada tahun 1960. Ia diberi tugas untuk menyelidiki mekanisme cahaya ubur-ubur. Ia menduga kalau cahaya ubur-ubur ini dihasilkan dengan cara yang sama dengan kunang-kunang laut. Tetapi ternyata ia salah. Penelitiannya tidak maju-maju. Shimomura sampai sempat frustasi. Pikirannya begitu penuh dengan pekerjaan, siang dan malam. Sampai-sampai pulang ke rumah pun, ia tidak bisa bercakap-cakap dengan istrinya.
Suatu ketika, untuk menghilangkan penat, ia naik perahu dan menikmati kesunyian sambil terapung-apung di tengah laut. Tiba-tiba saja ia mendapat ide, kalau mekanisme cahaya ubur-ubur mungkin tidak sama dengan kunang-kunang laut Shimomura dan teman-teman sekerjanya ramai-ramai menangkap ubur-ubur. Dari 10 ribu ekor lebih ubur-ubur yang ditangkap, ia berhasil mendapat beberapa tetes protein yang selama ini dicarinya. Aequorin, protein berwarna biru, diberi nama sesuai nama ilmiah si ubur-ubur, Aequorea.
Tetapi Shimomura tidak langsung puas. Aequorin berwarna biru. Sedangkan ubur-ubur itu selain mengeluarkan warna biru, juga mengeluarkan warna hijau. Ketidakpuasannya ini membuatnya berhasil menemukan protein kedua, yang berwarna hijau. Protein kedua inilah yang diberi nama Green Fluorescence Protein, atau GFP, yang mengantarnya pada hadiah Nobel.
GFP, menerima energi dari cahaya biru Aequorin, tereksitasi dan menghasilkan cahaya hijau. Sekarang ini, GFP dieksitasi dengan sinar ultraviolet. Sifat GFP yang membutuhkan stimulant untuk mengeluarkan cahaya ini sangat menguntungkan. Seperti lampu, bisa dinyalakan dan dimatikan sesuai keperluan.
Shimomura berbagi hadiah Nobel sebesar 1,4 juta dolar Amerika dengan dua orang lainnya. Yang pertama ialah Martin Chalfie, yang pertama kali menunjukkan bahwa GFP bisa digunakan sebagai alat untuk menyelidiki berbagai fenomena biologis. Apabila DNA GFP diekspresikan pada sel tumor, molekul racun atau bahkan gen, sel dan molekul ini akan seolah bercahaya, memungkinkan para peneliti mengamati perilakunya dalam tubuh manusia. GFP bagaikan pelita yang membuka jalan bagi pengertian mendalam akan misteri alam. Dalam 10 tahun terakhir, hampir separuh dari penelitian-penelitian yang dimuat di majalah ilmiah terkemuka menggunakan GFP sebagai label cahaya.
Yang seorang lagi adalah Roger Tsien. Ia yang menjelaskan lebih detail bagaimana GFP bekerja dan juga, dengan menggunakan protein bunga karang, Tsien berhasil membuat berbagai mutan GFP dengan warna berbeda. Warna yang berbeda memungkinkan para ilmuwan menyelidiki 2, atau lebih molekul yang berbeda pada waktu bersamaan. Ini sangat berguna karena sebuah proses biologis biasanya melibatkan beberapa molekul . Mutan GFP yang dibuat Tsien juga bisa mulai bercahaya lebih cepat dari varian aslinya.
Profesor Shimomura yang pada tahun ini berusia 80 tahun, tidak dapat menyembunyikan kebahagiaannya. Ia berasal dari Nagasaki Perfecture dan tidak sempat mengenyam pendidikan yang baik pada masa kecil karena kotanya hancur oleh bom atom. Ia bersyukur karena bertemu dengan professor-profesor yang membimbingnya dengan baik. Ia juga mengaku, kalau hadiah Nobel ini tidak mungkin diraihnya kalau pada waktu itu ia terus berada di Jepang. Lingkungan penelitian di Amerika yang penuh kebebasan dan berlimpah dana pada saat itu memungkinkannya menemukan GFP.
"Manusia, pada waktu mudanya, pasti bertemu satu hal yang menarik hatinya. Yang penting adalah, tidak putus asa dan menyelesaikan apa yang dimulai." Demikian nasihatnya untuk kita semua.
Disadur dari:
http://animals.howstuffworks.com/animal-facts/bioluminescence3.htm
http://sthweb.bu.edu/archives/index.php?option=com_awiki&view;=mediawiki&article;=Osamu_Shimomura&Itemid;=99
http://www.mbl.edu/publications/pub_archive/labnotes/5.1/Shimomura.html
http://www.yomiuri.co.jp/feature/20081007-4686911/20081009_02.htm
http://www.princeton.edu/pr/pwb/volume98/issue06/nobel/
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20081008-OYT1T00560.htm
Jika kita berjalan-jalan ke pasar tradisional, pastilah akan kita jumpai sampah sayur-sayuran dan buah-buahan yang berton-ton jumlahnya. Sebagaimana sampah-sampah organik lainnya seperti kotoran ternak, ampas tebu, dan lain-lain, umumnya sampah organik tersebut tidak banyak dimanfaatkan, tetapi dibiarkan menumpuk dan membusuk, sehingga dapat menggangu pemandangan dan mencemari lingkungan. Salah satu cara penanggulangan sampah organik yang potensial untuk dikembangkan di Indonesia adalah dengan menerapkan teknologi anerobik untuk menghasilkan biogas.
Secara ilmiah, biogas yang dihasilkan dari sampah organik adalah gas yang mudah terbakar (
flammable). Gas ini dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi tanpa udara). Umumnya, semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas. Tetapi hanya bahan organik homogen, baik padat maupun cair yang cocok untuk sistem biogas sederhana. Bila sampah-sampah organik tersebut membusuk, akan dihasilkan gas metana (CH
4) dan karbondioksida (CO
2). Tapi, hanya CH
4 yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Umumnya kandungan metana dalam reaktor sampah organik berbeda-beda. Zhang
et al. 1997 dalam penelitiannya, menghasilkan metana sebesar 50-80% dan karbondioksida 20-50%. Sedangkan Hansen (2001) , dalam reaktor biogasnya mengandung sekitar 60-70% metana, 30-40% karbon dioksida, dan gas-gas lain, meliputi amonia, hidrogen sulfida, merkaptan (tio alkohol) dan gas lainnya. Tetapi secara umum rentang komposisi biogas adalah sebagai berikut :
Tabel 1. Komposisi Biogas
| Komponen | % |
Metana (CH4)
Karbon dioksida (CO2)
Nitrogen (N2)
Hidrogen (H2)
Hidrogen sulfida (H2S)
Oksigen (O2) | 55-75
25-45
0-0.3
1-5
0-3
0.1-0.5
|
Dalam skala laboratorium, penelitian di bidang biogas tidak membutuhkan biaya yang besar tetapi harus ditunjang dengan peralatan yang memadai. Perangkat utama yang digunakan terutama adalah tabung digester, tabung penampung gas, pipa penyambung, katup, dan alat untuk identifikasi gas. Untuk mengetahui terbentuk atau tidaknya biogas dari reaktor, salah satu uji sederhana yang dapat dilakukan adalah dengan uji nyala. Biogas dapat terbakar apabila mengandung kadar metana minimal 57% yang menghasilkan api biru (Hammad et al., 1999). Sedangkan menurut Hessami (1996), biogas dapat terbakar dengan baik jika kandungan metana telah mencapai minimal 60%. Pembakaran gas metana ini selanjutnya menghasilkan api biru dan tidak mengeluarkan asap.
Mekanisme Pembentukan Biogas
Sampah organik sayur-sayuran dan buah-buahan seperti layaknya kotoran ternak adalah substrat terbaik untuk menghasilkan biogas (Hammad et al, 1999). Proses pembentukan biogas melalui pencernaan anaerobik merupakan proses bertahap, dengan tiga tahap utama, yakni hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis. Tahap pertama adalah hidrolisis, dimana pada tahap ini bahan-bahan organik seperti karbohidrat, lipid, dan protein didegradasi oleh mikroorganisme hidrolitik menjadi senyawa terlarut seperti asam karboksilat, asam keto, asam hidroksi, keton, alkohol, gula sederhana, asam-asam amino, H2 dan CO2. Pada tahap selanjutnya yaitu tahap asidogenesis senyawa terlarut tersebut diubah menjadi asam-asam lemak rantai pendek, yang umumnya asam asetat dan asam format oleh mikroorganisme asidogenik. Tahap terakhir adalah metanogenesis, dimana pada tahap ini asam-asam lemak rantai pendek diubah menjadi H2, CO2, dan asetat. Asetat akan mengalami dekarboksilasi dan reduksi CO2, kemudian bersama-sama dengan H2 dan CO2 menghasilkan produk akhir, yaitu metana (CH4) dan karbondioksida (CO2).
Pada dasarnya efisiensi produksi biogas sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor meliputi : suhu, derajat keasaman (pH), konsentrasi asam-asam lemak volatil, nutrisi (terutama nisbah karbon dan nitrogen), zat racun, waktu retensi hidrolik, kecepatan bahan organik, dan konsentrasi amonia. Dari berbagai penelitian yang penulis peroleh, dapat dirangkum beberapa kondisi optimum proses produksi biogas yaitu :
Tabel 2. Kondisi Optimum Produksi Biogas
| Parameter | Kondisi Optimum |
Suhu
Derajat Keasaman
Nutrien Utama
Nisbah Karbon dan Nitrogen
Sulfida
Logam-logam Berat Terlarut
Sodium
Kalsium
Magnesium
Amonia | 35oC
7 - 7,2
Karbon dan Nitrogen
20/1 sampai 30/1
<> |
Parameter-parameter ini harus dikontrol dengan cermat supaya proses pencernaan anaerobik dapat berlangsung secara optimal. Sebagai contoh pada derajat keasaman (pH), pH harus dijaga pada kondisi optimum yaitu antara 7 - 7,2. Hal ini disebabkan apabila pH turun akan menyebabkan pengubahan substrat menjadi biogas terhambat sehingga mengakibatkan penurunan kuantitas biogas. Nilai pH yang terlalu tinggipun harus dihindari, karena akan menyebabkan produk akhir yang dihasilkan adalah CO2 sebagai produk utama. Begitupun dengan nutrien, apabila rasio C/N tidak dikontrol dengan cermat, maka terdapat kemungkinan adanya nitrogen berlebih (terutama dalam bentuk amonia) yang dapat menghambat pertumbuhan dan aktivitas bakteri.
Nilai Potensial Biogas
Biogas yang bebas pengotor (H2O, H2S, CO2, dan partikulat lainnya) dan telah mencapai kualitas pipeline adalah setara dengan gas alam. Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya pun telah layak sebagai bahan baku pembangkit listrik, pemanas ruangan, dan pemanas air. Jika dikompresi, biogas dapat menggantikan gas alam terkompresi yang digunakan pada kendaraan. Di Indonesia nilai potensial pemanfaatan biogas ini akan terus meningkat karena adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan.
Berdasarkan sumber Departemen Pertanian, nilai kesetaraan biogas dengan sumber energi lain adalah sebagai berikut :
Tabel 3. Kesetaraan biogas dengan sumber energi lain
| Bahan Bakar | Jumlah |
Biogas
Elpiji
Minyak tanah
Minyak solar
Bensin
Gas kota
Kayu bakar | 1 m3
0,46 kg
0,62 liter
0,52 liter
0,80 liter
1,50 m3
3,50 kg |
Penutup
Meskipun penelitian di bidang biogas bukanlah aspek baru dalam riset kimia, tetapi tidak menutup kemungkinan akan adanya pengembangan dalam penyempurnaan teknologi anaerobik untuk mendapatkan kuantitas dan kualitas biogas yang lebih baik. Setidaknya beberapa misteri dalam bidang penelitian ini masih memerlukan pemikiran yang mendalam untuk memperoleh jawabannya seperti penentuan bakteri anaerobik yang paling baik, penentuan starter, pencarian bahan baku dan waktu optimum proses anaerobik. Selain itu, penelitian dibidang ini termasuk gampang-gampang susah dalam artian, meskipun secara terori dapat dihasilkan gas metana, tetapi dalam prakteknya terkadang para peneliti hanya mendapatkan sedikit sekali gas metana bahkan tidak sama sekali.
Sisi positif yang dapat kita ambil dari pengembangan teknologi anaerobik adalah bahwa tidak ada sesuatu pun yang tidak bermanfaat di bumi ini bahkan sebuah sampah sekalipun. Dengan teknologi anaerobik, selain memperoleh biogas, manfaat lainnya adalah akan diperoleh pupuk organik dengan kualitas yang tinggi, yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain yang tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia.
Disarikan dari karya tulis ilmiah :
Beni Hermawan, Lailatul Qodriyah, dan Candrarini Puspita. 2007. Pemanfaatan Sampah Organik sebagai Sumber Biogas Untuk Mengatasi Krisis Energi Dalam Negeri. Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa. Universitas Lampung. Bandar Lampung
Membawa senyawa kimia dari aras ide menjadi obat yang beredar di pasar merupakan proses yang membutuhkan sekitar rata-rata 800 juta US dollar menurut catatan yang disampaikan DiMasi dkk. (2003). Biaya yang sangat besar tentunya, apalagi dikaitkan dengan kemampuan ekonomi negara-negara berkembang, seperti Indonesia. Strategi dan upaya yang efektif dan ekonomis diperlukan untuk membawa Indonesia juga turut diperhitungkan dalam penemuan obat.
Tawaran yang menarik akhir-akhir ini adalah pemanfaatan komputer sebagai alat bantu dalam penemuan obat. Kemampuan komputasi yang meningkat eksponensial merupakan peluang untuk mengembangkan simulasi dan kalkulasi dalam merancang obat. Komputer menawarkan metode in silico sebagai komplemen metode in vitro dan in vivo yang lazim digunakan dalam proses penemuan obat. Terminologi in silico, analog dengan in vitro dan in vivo, merujuk pada pemanfaatan komputer dalam studi penemuan obat.
Mengapa dikatakan menarik? Alasan utamanya adalah efisiensi biaya. Sebagai ilustrasi akan disampaikan perbandingan penemuan obat secara konvensional dan dengan bantuan komputer ketika ditemukan suatu senyawa A dalam tanaman Z yang diduga aktif sebagai senyawa antikanker dengan menghambat enzim X, suatu enzim yang sudah diketahui strukturnya secara kristalografi:
- Konvensional
Secara konvensional yang bisa dilakukan adalah mensintesis turunan dan analog senyawa A dan diujikan dalam enzim X sampai ditemukan benerapa senyawa yang sangat potensial untuk dikembangkan. Pada senyawa-senyawa potensial tersebut dilakukan uji lanjutan dan secara alami senyawa-senyawa tersebut dapat berguguran dan tidak sampai ke pasar karena terbentur beberapa masalah pada uji lanjutan, misal didapati toksis. Kemudian dilakukan skrining lagi dari tanaman yang secara empiris dilaporkan mengobati kanker. - Dengan bantuan komputer (Computer-aided drug discovery; CADD)
Di lain pihak, keberadaan sebuah komputer pribadi dilengkapi dengan aplikasi kimia komputasi yang memadai ditangan ahli kimia komputasi medisinal yang berpengalaman dapat menayangkan senyawa A secara tiga dimensi (3D) dan melakukan komparasi dengan senyawa lain yang sudah diketahui memiliki aktivitas tinggi, misal senyawa B. Berdasarkan komparasi 3D dilengkapi dengan perhitungan similaritas dan energi, memberikan gambaran bagian-bagian dan gugus-gugus potensial yang dapat dikembangkan dari senyawa A (pharmacophore query). Kemudian berbagai senyawa turunan dan analog disintesis secara in silico alias digambar sesuai persyaratan aplikasi komputer yang digunakan (Untuk selanjutnya disebut senyawa hipotetik). Hal ini jelas jauh lebih murah daripada sintesis yang sebenarnya. Keberadaan data struktur 3D enzim X akan sangat membantu. Aplikasi komputer dapat melakukan studi interaksi antara senyawa-senyawa hipotetik dengan enzim X secara in silico pula. Dari studi ini dapat diprediksi aktivitas senyawa-senyawa hipotetik dan dapat dilakukan eliminasi senyawa-senyawa yang memiliki aktivitas rendah. Sebelum diusulkan untuk disintesis, senyawa-senyawa hipotetik tersebut dengan diprediksi toksisitasnya secara in silico dengan cara melihat interaksinya dengan enzim-enzim yang bertanggung jawab pada metabolisme obat. Dari beberapa langkah in silico tersebut, dapat diusulkan beberapa senyawa analog dan turunan senyawa A yang memang potensial untuk disintesis dan dikembangkan, atau mengusulkan untuk mengembangkan seri baru. Jumlah senyawa yang diusulkan biasanya jauh lebih sedikit dibandingkan penemuan obat secara konvensional.
Dalam hal ini komputer membantu untuk mereduksi jumlah senyawa yang diusulkan secara rasional dan diharapkan lebih efektif serta , membantu mempelajari interaksi obat dengan targetnya bahkan kemungkinan sifat toksis senyawa tersebut dan metabolitnya. Berdasar pengalaman penulis, dalam waktu satu tahun di Indonesia dikarenakan kurang pengalaman (dan starting material tidak dapat ditemui di agen lokal, harus impor dan butuh waktu tiga bulan jika ada stoknya; alat untuk elusidasi struktur sangat jarang dan andaikan ada pun sering tidak dalam kondisi dapat digunakan,) rata-rata hanya mampu melaporkan sintesis 3 senyawa sederhana. Peran komputer dalam hal ini bagi negera berkembang dapat dioptimalkan.
Berdasarkan ilustrasi di atas dapat disarikan dua metode yang saling melengkapi dalam penggunaan komputer sebagai alat bantu penemuan obat, yaitu: (i) berdasarkan senyawa yang diketahui berikatan dengan target atau biasa disebut ligand, (rancangan obat berdasarkan ligand; ligand-based drug designi(LBDD)) dan (ii) berdasarkan struktur target baik berupa enzim maupun reseptor yang bertanggung jawab atas toksisitas dan aktivitas suatu senyawa di dalam tubuh (rancangan obat berdasarkan struktur target; structure-based drug design(SBDD)).
LBDD memanfaatkan informasi sifat fisikokimia senyawa-senyawa aktif sebagai landasan mendesain senyawa baru. Tiga metode LBDD yang lazim digunakan adalah pharmacophore discovery dan hubungan kuantitatif struktur-aktivitas/quantative structure-activity relationship (HKSA/QSAR), dan docking studies. Pharmacophore discovery yaitu metode mencari kesamaan sifat fisikokimia antara lain sifat elektronik, hidrofobik dan sterik dari senyawa-senyawa yang dilaporkan aktif kemudian dibangun suatu bagian 3D yang menggabungkan sifat gugus-gugus maupun bagian senyawa yang diduga bertangung jawab terhadap aktivitasnya (pharmacophore). Adapun QSAR memadukan statistika dengan sifat fisikokimia senyawa yang dapat dikalkulasi dengan bantuan komputer guna menurunkan suatu persamaan yang dapat digunakan memprediksi aktivitas suatu senyawa
Struktur protein target dapat dimodelkan dari data yang diperoleh struktur kristalnya maupun hasil analisis nuclear magnetic resonance NMR) maupun data genomic (bioinformatics). Struktur protein hasil kristalografi dapat diakses di www.rscb.org. SBDD memanfaatkan informasi dari struktur protein target guna mencari sisi aktif protein yang berikatan dengan senyawa. Berdasarkan prediksi sisi aktif dapat dirancang senyawa yang diharapkan berikatan dengan protein target tersebut dan memiliki aktivitas biologis.
Dengan memanfaatan informasi dari struktur target maupun sifat fisikokimia ligand dapat dilakukan skrining uji interaksi senyawa-senyawa yang diketahui aktif (ligand) pada prediksi sisi aktif protein. Berdasarkan informasi yang diperoleh dirancang senyawa baru yang diharapkan lebih poten dari senyawa-senyawa yang ada. Hal ini juga digunakan untuk studi interaksi ligand dengan protein targetnya. Salah satu kelemahan docking studies dalam untuk studi interaksi adalah asumsi struktur protein yang kaku, yang tidak memfasilitasi efek induced-fit dari interaksi protein dengan ligand-nya. Fleksibilitas protein dan interaksinya dengan suatu senyawa dapat dianalisis dengan mengaplikasikan Molecular Dynamics (MD), simulasi yang melihat perubahan struktur suatu senyawa terhadap waktu berdasarkan parameter-parameter tertentu.
Permasalahan utama untuk pemanfaatan komputer ini adalah keberadaan aplikasi kimia komputasi yang memadai dan lengkap. Salah satu aplikasi kimia komputasi yang cukup memadai untuk penemuan obat adalah Molecular Operating Environment (MOE) yang dikembangkan Chemical Computing Group (www.chemcomp.com). MOE selain menawarkan fasilitas yang cukup lengkap juga user-friendly sehingga cocok digunakan dalam pembelajaran. Hanya saja aplikasi kimia komputasi yang user-friendly biasanya mahal sehingga alasan efisiensi biaya tidak lagi relevan. Sebagai informasi, biaya lisensi untuk penggunaan akademis (non komersial) sekitar 2000 US dollar pertahun. Namun demikian di era open source ini semakin banyak aplikasi-aplikasi kimia komputasi berbasis open source maupun yang menawarkan free academic license (Geldenhuys dkk., 2006). Hanya saja aplikasi-aplikasi tersebut seringkali tidak user-friendly dan untuk memanfaatkannya membutuhkan kemampuan komputer yang lebih dalam, seperti menguasai LINUX-based operating system dan command line editor bawaan masing-masing aplikasi. Selain tidak user-friendly, aplikasi-aplikasi tersebut seringkali fokus pada satu topik sehingga tidak cukup lengkap digunakan secara komprehensif. Beberapa contoh aplikasi-aplikasi yang tersedia secara gratis untuk tujuan nonkomersial: NAMD (http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/) , sebuah aplikasi untuk Molecular Dynamics; Visual molecular dynamics (VMD; http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/) untuk visualisasi molekul baik tunggal maupun trajectory hasil studi Molecular Dynamics; ArgusDock (www.arguslab.com) untuk docking analisis; GAMESS (www.uiowa.edu/~ghemical/gtk-gamess.shtml) untuk minimisasi energi; dan ACD/labs ChemSkecth (www.acdlabs.com) untuk menggambar struktur kimia.
Dengan berbagai data sintesis dan uji aktivitas yang telah dilakukan banyak peneliti yang telah dipublikasikan baik di Indonesia maupun internasional serta data struktur protein yang dapat mudah diakses, berpartisipasi dalam penemuan obat secara efektif dan efisien dengan memanfaatkan CADD merupakan salah satu peluang yang layak dipertimbangkan untuk ditekuni lebih lanjut.
Daftar Pustaka:
DiMasi, J.A., et al (2003) The price of innovation: new estimates of drug development costs. J. Health. Econ., 22, 151-185
Geldenhuys, W,J., et al (2006) Optimizing the use of open-source software applications in drug discovery. DDT, 11 (3/4), 127-132
Sel bahan bakar hidrogen --yang didengung-dengungkan secara luas sebagai sumber energi yang bebas polusi-- bisa jadi tidak sebersih dugaan semula. Demikian diungkapkan para ilmuwan dari California Institute of Technology di Pasadena.
Menurut para peneliti itu, proses penyediaan hidrogen pada sel-sel bahan bakar bisa membuat bumi lebih dingin, lebih berawan, dan menciptakan lubang ozon yang lebih besar di kutub-kutub bumi. Mengapa? Karena dalam proses produksi dan transportasinya, sekitar 10 hingga 20 persen gas itu akan lepas memenuhi atmosfer, begitu ditulis dalam laporan penelitian di journal Science.
Peningkatan konsentrasi gas hidrogen itu ke udara --tepatnya dua molekul hidrogen-- dari level normal 0,5 ppm (parts per million) akan menciptakan lebih banyak air (H
2O) karena hidrogen (H
2) akan bereaksi dengan Oksigen (O
2). Akibatnya langit bumi akan dipenuhi lebih banyak awan.
Lubang Ozon MembesarSel bahan bakar hidrogen dianggap sebagai bentuk energi multi guna, yakni bisa dipakai untuk apa saja, mulai dari keperluan rumah tangga hingga menjadi bahan bakar kendaraan. Hidrogen sekaligus dipercaya sebagai ramah lingkungan karena tidak menghasilkan gas buangan. Bahan ini berpotensi menggantikan bahan bakar fosil (minyak bumi dan gas) yang dituduh sebagai biang keladi polusi udara dan menimbulkan efek rumah kaca karena gas buangannya menutupi atmosfer bumi.
Namun simulasi komputer yang dilakukan untuk menguji teori ini memperlihatkan bahwa penggunaan hidrogen mengakibatkan suhu stratosferis turun hingga 0,5 derajat Celcius, sehingga kedatangan musim semi di kutub Utara dan Selatan akan terlambat. Selain itu lubang ozon yang terdapat di atas kedua wilayah tersebut akan makin lebar, dalam dan bertahan lama.
Hilangnya lapisan ozon di bagian atas atmosfer membuat sinar matahari menerobos langsung ke bumi dan akan meningkatkan resiko kanker kulit. Adapun mengenai hilangnya lapisan ozon itu, banyak orang menyalahkan penggunaan chlorofluorocarbon, bahan kimia yang digunakan pada lemari es. Bahan ini sekarang telah dilarang penggunaannya.
Lapisan ozon yang bolong diharapkan bakal menutup lagi dalam waktu 20 hingga 50 tahun seiring dengan hilangnya chlorofluorocarbon dari atmosfer. Namun masuknya hidrogen ke atmosfer dikatakan akan memperburuk kondisi ini. Bukan menyehatkan, hidrogen barangkali justru memperparah penyakit yang diderita bumi ini.
Sumber: Kompas, Minggu, 15 Juni 2003
Kimia analitis memegang peranan penting dalam banyak disiplin ilmu. Hal ini antara lain karena kimia analitis mampu memberikan informasi yang krusial kepada para geolog, fisikawan atmosfer, ataupun arkeolog. Agar dapat benar-benar berguna, tentu saja informasi analitis ini harus akurat, dan dalam pengukuran apapun, baik pengukuran pH suatu larutan maupun pengukuran umur arang hasil pembakaran kayu bakar dari zaman manusia purba, kunci untuk memperoleh akurasi adalah kalibrasi. Dalam buku-buku teks kimia, penentuan umur dengan menggunakan radiokarbon bergantung pada pembentukan karbon-14 di bagian atas atmosfer menurut reaksi berikut ini:
Menurut persamaan reaksi ini, terjadi konversi nitrogen biasa menjadi karbon-14 yang bersifat radioaktif oleh neutron berenergi tinggi (yang dihasilkan oleh radiasi kosmis). Karbon-14 memiliki waktu-paruh 5.730 tahun, atau, dengan kata lain, 1,0 gram karbon-14 akan berdekomposisi menjadi tepat 0,5 gram dalam 5.730 tahun. Karbon-14 meluruh dengan membebaskan partikel beta menurut persamaan berikut.
Atom-atom karbon tunggal yang dihasilkan di atmosfer bagian atas ini bersifat sangat reaktif dan segera bergabung dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida yang digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Tumbuhan selanjutnya dimakan oleh hewan, sehingga masuklah karbon-14 ke dalam rantai makanan. Penentuan umur dilakukan dengan mengasumsikan bahwa persentase karbon-14 di atmosfer adalah konstan dan bahwa radiokarbon dalam semua organisme hidup berada dalam kesetimbangan dengan atmosfer. Jika asumsi-asumsi ini tepat, persentase karbon-14 dalam organisme hidup akan sama dengan persentase karbon-14 di atmosfer. Ketika tumbuhan dan hewan mati, kesetimbangan dengan atmosfer juga berhenti, dan karbon-14 dalam tubuh organisme mulai meluruh. Jumlah karbon-14 yang tersisa dapat digunakan untuk memperkirakan umur dari tumbuhan dan hewan yang telah mati tersebut. Yang diperlukan untuk perkiraan umur tersebut hanyalah pengukuran rasio
dan ini dapat dilakukan dengan mudah menggunakan spektrometri massa. Diagram skematik dari sebuah spektrometer massa sederhana dapatldilihat pada gambar berikut ini :
Image Courtesy of Houghton Mifflin Company**
Permasalahan dari metode ini adalah proporsi karbon-14 dalam keseluruhan karbon dioksida di atmosfer tidaklah konstan tetapi bervariasi sedikit dari waktu ke waktu karena tidak konstannya produksi radiokarbon di atmosfer dari tahun ke tahun. Laju produksi radiokarbon ini dipengaruhi oleh perubahan ventilasi lautan (misalnya, permukaan laut yang lebih hangat melepaskan lebih banyak karbon dioksida yang terlarut di dalamnya), atau oleh variasi geomagnetik (neutron memiliki momen magnetik dan akan dipengaruhi oleh perubahan siklis medan magnetik bumi). Faktor lain, seperti adanya supernova (ledakan bintang di akhir usianya), dapat menyebabkan perubahan fluks sinar kosmis (radiasi gamma). Sinar kosmis, ketika berinteraksi dengan atom-atom di bagian atas atmosfer, menghasilkan neutron dan proton, dan neutron yang dihasilkan kemudian dapat bereaksi dengan nitrogen untuk membentuk karbon-14. Adanya variasi level karbon-14 di atmosfer berarti bahwa kalibrasi diperlukan dalam hal penentuan umur. Kalibrasi ini dilakukan dengan memanfaatkan objek lain yang telah diketahui umurnya, sehingga dapat dilakukan koreksi terhadap rasio
hasil pengukuran pada objek yang akan ditentukan umurnya. Dengan demikian, pengaruh berubah-ubahnya laju produksi karbon-14 dapat dihilangkan. Cara elegan untuk melakukan kalibrasi ini adalah dengan membandingkan umur yang ditentukan oleh hasil pengukuran karbon-14 dengan usia pepohonan. Usia pepohonan ditentukan dengan menghitung cincin pertumbuhan tahunan pada pohon-pohon yang berusia sangat tua, seperti sequoia dan jenis pinus tertentu (beberapa jenis pinus jerman berusia 10.000 tahun). Penentuan umur dengan radiokarbon memberikan hasil yang akurat selama objek yang akan ditentukan umurnya masih berada dalam kisaran 10.000 tahun yang telah dikalibrasi. Pada dasarnya, dimungkinkan untuk menentukan umur objek sampai dengan 50.000 tahun, tetapi dalam prakteknya, untuk umur yang lebih tua daripada 10.000 tahun, tidak ada metode kalibrasi yang dapat digunakan, sampai baru-baru ini setelah ditemukannya suatu metode baru. Sebelum itu, kesalahan (
error) dalam menentukan umur diperkirakan bisa mencapai ｱ 3000 tahun.
Metode kalibrasi terbaru tersebut dilakukan oleh Kitagawa dari International Center for Japanese Studies dan van der Plicht di University of Goningen, Netherlands. Mereka menganalisis lebih dari 250 contoh fosil yang diambil dari deposit sedimen yang terbentuk lapisan demi lapisannya setiap tahun di Danau Suigetsu di Jepang. Menghitung jumlah lapisan sedimen analog dengan menghitung cincin pertumbuhan tahunan pada pepohonan. Data yang diperoleh dari sedimen-sedimen berusia muda sangat cocok dengan data yang diperoleh dari cincin pepohonan. Dengan menggunakan pengukuran dari banyak percobaan berbeda, kedua peneliti ini mampu memplot kurva kalibrasi yang membandingkan antara umur yang disimpulkan dari pengukuran proporsi karbon-14 dengan umur yang disimpulkan dari sumber-sumber lain. Secara umum, umur sebenarnya (
actual age) dari sebuah objek sedikit lebih kecil daripada umur yang diperoleh dengan metode karbon-14. Perbedaan ini biasanya dapat diabaikan untuk periode yang tercatat dari sejarah manusia, tetapi bisa berarti diperlukannya koreksi yang signifikan untuk periode-periode sebelumnya. Kalibrasi ini hasilnya sama dengan hasil dari usaha kalibrasi lain yang menggunakan data lebih sedikit, selain itu juga memberi hasil yang sama dengan metode radioisotop lainnya (yang menggunakan uranium dan thorium) dalam suatu penelitian untuk mengestimasi umur karang laut.
Diperluasnya kalibrasi karbon-14 ini memiliki arti penting dalam upaya memastikan akurasi penentuan umur bahan organik, dan juga, lebih dari itu, memungkinkan kita untuk memperoleh pengertian yang lebih mendalam tentang variasi lautan dan iklim planet bumi dihubungkan dengan zaman es terakhir, tentang medan magnetik bumi, dan tentang fluktuasi dalam produksi radioisotop di atmosfer.
----------
Artikel asli ditulis oleh Stanley E. Anderson, Westmont College
Diterjemahankan oleh Lingga Resineta, peminat kimia
Di tahun 2002 lalu, dunia fisika digemparkan oleh dua skandal besar. Salah satunya adalah ditariknya tulisan ilmiah mengenai penemuan unsur nomor 118. Unsur terberat yang pernah ditemukan manusia ini diberitakan di jurnal prestisius Physical Review Letters (PRL) di tahun 1999. Lantas pada tahun 2001, Lawrence Berkeley National Laboratory di California, AS, laboratorium tempat unsur nomor 118 ini disintesis, mengumumkan bahwa penemuan unsur ini kemungkinan besar merupakan suatu kesalahan. Waktu paruh unsur ini sangat pendek. Pada pertengahan tahun lalu, tulisan ilmiah itu resmi ditarik dari jurnal PRL di saat sebuah tim melakukan investigasi mengenai hal ini. Pada akhirnya, setelah investigasi selesai, seorang ilmuwan, Dr. Victor Ninov dipecat dari institusi tersebut dan beberapa ilmuwan lainnya mendapat teguran keras karena keteledoran mereka atas hal yang cukup memalukan ini.
Sepanjang sejarahnya, Lawrence Berekeley Lab yang pernah dipimpin oleh Dr. Glenn T. Seaborg, telah berhasil mensintesa unsur-unsur berat seperti Plutonium (94), Kurium (96), Berkelium (97), Kalifornium (98), Einstenium (99), Fermium (100), Mendelevium (101), Lawrencium (103) dan tentu saja Seaborgium (106). Tetapi di tahun 1980an, Berkeley menemukan persaingan yang cukup berarti dari grup Jerman yang bekerja di GSI (Laboratorium untuk Riset Ion Berat). Para ilmuwan GSI berhasil menemukan bohrium/unnilseptium (107), hassium/unniloctium (108), meitnerium/unnilonium (109), dan unsur-unsur berat lainnya (110, 111, dan 112) yang belum punya nama. Ilmuwan Russia pun memberikan saingan yang ketat ketika pada tahun 1998 mereka mengumumkan penemuan unsur 114.
Dengan peralatan deteksi baru, Berkeley gas-filled separator (BGS) dan dua ilmuwan cemerlang: Dr. Kenneth E. Gregorich dan Dr. Victor Ninov-yang terakhir datang dari GSI dan membantu menemukan unsur 110, 111, 112-Berkeley Lab mencoba mengangkat posisinya seperti dulu.
Dr. Robert Smolanczuk, seorang pakar teori dari Polandia mempunyai satu teori yang cukup meyakinkan. Menurutnya dalam kondisi yang mendukung, seseorang dapat melompati unsur 113, 114, 115, 116, dan 117 untuk mensintesa unsur 118. Dan kemungkinan untuk menciptakan unsur ini di laboraturium cukup besar. Akhirnya diputuskan untuk mencoba teori Dr. Smolanczuk ini.
Selama lima hari pada awal April 1999, para ilmuwan di Berkeley Lab membombardir target timah dengan nukleus unsur kripton. Puing-puing hasil hujanan nukleus tersebut dimasukkan ke dalam BEG dan berbagai macam detektor mencatat enerji, posisi dan waktu setiap tumbukan. Hasilnya merupakan data eksperimen yang sangat besar yang diproses oleh Dr. Ninov menggunakan software yang telah dikuasainya di GSI. Karena dia satu-satunya yang tau menjalankan program ini, dia pulalah yang diberikan tugas untuk menganalisa data eksperimen tersebut.
Singkat kata, Dr. Ninov menunjukkan hasil analisanya dan mengumumkan bahwa dia menemukan jejak nukleus unsur 118 yang mengurai jadi unsur 116, 114, 112, terus sampai 106. Para koleganya mempercayai hasil analisanya dan grup tersebut memberikan tulisan ilmiah mereka ke PRL yang dipublikasikan pada tanggal 9 Agustus 1999.
Sebelum resmi mendapatkan nama dan dimasukkan ke dalam Tabel Periodik, unsur nomor 118 ini harus dibuktikan keberadaannya oleh lab-lab yang lain. Di tahun yang sama GSI mencoba membuktikan, tapi tanpa hasil. Usaha yang sama oleh Riken Institute di Jepang juga membuah hasil yang nihil. Tetapi ini tidak membuat Berkeley Lab curiga, sampai di musim semi tahun 2000. Berkeley Lab mencoba sekali lagi mengulangi eksperimen mereka, tapi kali ini tidak menemukan jejak unsur 118 sama sekali. Masih belum ada yang curiga soal penipuan. Yang ada mereka memperbaiki alat eksperimen mereka dengan harapan alat deteksi yang diperbarui dapat mendeteksi unsur 118 seperti yang telah diberitakan. Setahun kemudian mereka mencoba sekali lagi. Sayangnya hasilnya masih sama. Setelah diusut lebih lanjut, maka terungkap bahwa Dr. Ninov telah memalsukan hasil analisanya mengenai jejak unsur 118. Walau Dr. Ninov bersikeras bahwa dia tidak menipu, dia akhirnya dipecat dari Berkeley Lab dan tulisan ilmiahnya ditarik dari jurnal TRL. Dan unsur nomor 118 yang sempat membuat heboh dunia sains itupun ternyata tidak pernah ditemukan.
(Sumber: Artikel Sains di New York Times, edisi 23 Juli dan 15 Oktober 2002)
Pada tanggal 5 Mei 1821, Kaisar Perancis Napoleon Bonaparte meninggal dunia di Santa Helena. Napoleon diasingkan ke Santa Helena setelah kekalahannya dalam peperangan melawan pasukan Inggris di Waterloo. Pada mulanya, kematian Napoleon diyakini akibat kanker lambung seperti halnya yang dialami orang tuanya. Namun, anggapan itu kemudian berubah ketika pada sekitar tahun 1960, seorang dokter gigi dari Swedia menyatakan bahwa Napoleon meninggal karena terkena racun arsenik. Apakah arsenik itu? Bagaimanakah cara membuktikan adanya arsenik dalam tubuh Napoleon, bukankah Napoleon telah meninggal lebih dari 100 tahun?
Berkenalan dengan arsenikArsenik diketahui sebagai unsur kimia beracun yang dapat memyebabkan kematian. Meskipun demikian, arsenik bermanfaat untuk kesehatan dalam jumlah sedikit.
Unsur arsenik ditemukan pada sekitar tahun 1250 oleh Albert Magnus. Dalam bentuk unsur, arsenik sebenarnya tidak berbahaya. Akan tetapi, jika dalam bentuk senyawa oksidanya, arsen dioksida (As
2O
3), unsur ini bersifat racun. Senyawa arsen oksida berbentuk serbuk putih yang larut dalam air, tidak berasa, dan sukar dideteksi jika telah lama diminum. Dahulu, sifat inilah yang menyebabkan senyawa arsen oksida dikenal dengan sebutan "bubuk warisan". Arsen oksida sering kali ditambahkan anak atau cucu ke dalam minuman anggur bapak atau kakeknya. Mereka berharap sang bapak atau kakek meninggal dunia karena keracunan arsenik sehingga harta warisannya akan segera jatuh ke tangan mereka. Keracunan arsenik pada saat itu tidak dapat dideteksi sehingga kematian sang bapak atau kakek dianggap wajar.
Uji MarshPada tahun 1832, James Marsh menemukan cara mendeteksi adanya arsenik dalam suatu sampel. Sejak itu, penipuan merebut harta warisan menggunakan racun arsenik sulit dilakukan. Untuk menghargai jasa James Marsh, uji deteksi arsenik ini dinamakan Uji Marsh. Berikut gambar alat Uji Marsh dan prosedur kerjanya.
Dalam Uji Marsh ini diperlukan larutan asam sulfat (H
2SO
4) dan padatan seng (Zn). Campuran antara larutan asam sulfat dan padatan logam seng akan menghasilkan gas hidrogen (H
2). Jika arsen oksida terdapat dalam sampel, arsen oksida akan bereaksi dengan gas hidrogen membentuk suatu gas beracun yang bernama gas arsin (AsH
3). Ketika dipanaskan, gas arsin akan terurai menjadi uap arsenik dan gas hidrogen. Ketika uap arsenik menyentuh "cincin logam" pada daerah dingin di tabung, akan timbul kilauan cahaya khas logam arsenik. Kilauan khas tersebut dikenal dengan cermin arsenik (
arsenic mirror).
Neutron Activation Analysis (NAA) Pada sekitar tahun 1960-an, Hamilton Smith mempublikasikan cara baru mendeteksi arsenik dalam sampel rambut menggunakan teknik
neutron activation analysis (NAA). Penemuan yang dimuat dalam Journal Analytical Chemistry itu merupakan awal terungkapnya kematian Napoleon. Bekerja sama dengan Sten Forshufvud, seorang dokter gigi dari Swedia yang telah lama menyelidiki kematian Napoleon, Smith menganalisis sampel rambut Napoleon. Hasilnya mencengangkan dunia karena hasil analisis menunjukkan bahwa dalam sampel rambut Napoleon terdapat arsenik dalam jumlah di atas batas normal.
NAA ditemukan pada tahun 1936 ketika Hevesy dan Levi menemukan bahwa sampel yang mengandung unsur tanah jarang menjadi sangat radioaktif setelah terkena sinar neutron. NAA mengukur karakter sinar gamma yang dipancarkan oleh isotop pada sampel melalui iradiasi termal. Setelah iradiasi dan peluruhan radioaktif, spektrum sinar gamma dideteksi. Setiap unsur mempunyai spektrum sinar gamma yang khas sehingga dapat diketahui jenis unsur dalam sample beserta kadarnya.
Uji Marsh dan NAA cukup efektif untuk membuktikan adanya arsenik sehingga muncul dugaan penyebab kematian Napoleon. Meskipun penyebab dan pelaku kematian Napoleon hingga saat ini masih menjadi polemik, namun, Uji Marsh dan NAA memberikan contoh yang mengagumkan tentang penggunaan analisis kimia dalam kehidupan. Tidak hanya dalam ilmu forensik, analisis kimia ini memegang peranan penting dari penelitian murni sampai ke aplikasi terapan seperti pengontrolan kualitas bahan (
Quality Control), produk kesehatan, dan diagnosis kesehatan.
Percayakah Anda jika suatu saat nanti botol plastik bekas dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan minyak pelumas untuk kendaraan bermotor? Jika tidak percaya, tanyakan saja pada Stephen J. Miller, Ph.D., seorang ilmuwan senior dan konsultan peneliti di Chevron
. Bersama rekan-rekannya di Pusat penelitian Chevron Energy Technology Company, Richmond, California, Amerika Serikat dan University of Kentucky, ia berhasil mengubah limbah plastik menjadi minyak pelumas. Bagaimana caranya?
Sebagian besar penduduk di dunia memanfaatkan plastik dalam menjalankan aktivitasnya. Berdasarkan data Environmental Protection Agency (EPA) Amerika Serikat, pada tahun 2001, penduduk Amerika Serikat menggunakan sedikitnya 25 juta ton plastik setiap tahunnya. Belum ditambah pengguna plastik di negara lainnya. Bukan suatu yang mengherankan jika plastik banyak digunakan. Plastik memiliki banyak kelebihan dibandingkan bahan lainnya. Secara umum, plastik memiliki densitas yang rendah, bersifat isolasi terhadap listrik, mempunyai kekuatan mekanik yang bervariasi, ketahanan suhu terbatas, serta ketahanan bahan kimia yang bervariasi. Selain itu, plastik juga ringan, mudah dalam perancangan, dan biaya pembuatan murah.
Sayangnya, di balik segala kelebihannya, limbah plastik menimbulkan masalah bagi lingkungan. Penyebabnya tak lain sifat plastik yang tidak dapat diuraikan dalam tanah. Untuk mengatasinya, para pakar lingkungan dan ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai penelitian dan tindakan. Salah satunya dengan cara mendaur ulang limbah plastik. Namun, cara ini tidaklah terlalu efektif. Hanya sekitar 4% yang dapat didaur ulang, sisanya menggunung di tempat penampungan sampah.
Mungkinkah tumpukan sampah plastik ini dapat diubah menjadi minyak pelumas?
Masalah itulah yang mendasari Miller dan rekan-rekannya melakukan penelitian ini. Sebagian besar plastik yang digunakan masyarakat merupakan jenis plastik polietilena. Ada dua jenis polietilena, yaitu high density polyethylene (HDPE) dan low density polyethylene (LDPE). HDPE banyak digunakan sebagai botol plastik minuman, sedangkan LDPE untuk kantong plastik. Dalam penelitiannya yang akan dipublikasikan dalam Jurnal American Chemical Society bagian Energi dan Bahan Bakar (Energy and Fuel) edisi 20 Juli 2005, Miller memanaskan polietilena menggunakan metode pirolisis, lalu menyelidiki zat hasil pemanasan tersebut.
Ternyata, ketika polietilena dipanaskan akan terbentuk suatu senyawa hidrokarbon cair. Senyawa ini mempunyai bentuk mirip lilin (wax). Banyaknya plastik yang terurai adalah sekitar 60%, suatu jumlah yang cukup banyak. Struktur kimia yang dimiliki senyawa hidrokarbon cair mirip lilin ini memungkinkannya untuk diolah menjadi minyak pelumas berkualitas tinggi. Sekadar informasi, minyak pelumas yang saat ini beredar di pasaran berasal dari pengolahan minyak bumi. Minyak mentah (crude oil) hasil pengeboran minyak bumi di dasar bumi mengandung berbagai senyawa hidrokarbon dengan titik didih yang berbeda-beda. Kemudian, berbagai senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah ini dipisahkan menggunakan teknik distilasi bertingkat (penyulingan) berdasarkan perbedaan titik didihnya. Selain bahan bakar, seperti bensin, solar, dan minyak tanah, penyulingan minyak mentah juga menghasilkan minyak pelumas. Sifat kimia senyawa hidrokarbon cair dari hasil pemanasan limbah plastik mirip dengan senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah sehingga dapat diolah menjadi minyak pelumas. Pengubahan hidrokarbon cair hasil pirolisis limbah plastik menjadi minyak pelumas menggunakan metode hidroisomerisasi. Miller berharap minyak pelumas buatan ini dapat digunakan untuk kendaraan bermotor dengan kualitas yang sama dengan minyak bumi hasil penyulingan minyak mentah, ramah lingkungan, sekaligus ekonomis.
Sebenarnya, usaha pembuatan minyak sintetis dari senyawa hidrokarbon cair ini bukan suatu hal baru. Pada awal 1990-an, perusahaan Chevron telah mencoba mengubah senyawa hidrokarbon cair menjadi bahan bakar sintetis untuk tujuan komersial. Hanya saja bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan senyawa hidrokarbon cair berasal dari gas alam (umumnya gas metana) melalui proses katalitik yang dikenal dengan nama proses Fischer-Tropsch.
Pada proses Fischer-Tropsch ini, gas metana diubah menjadi gas sintesis (syngas), yaitu campuran antara gas hidrogen dan karbon monoksida, dengan bantuan besi atau kobalt sebagai katalis. Selanjutnya, syngas ini diubah menjadi senyawa hidrokarbon cair, untuk kemudian diolah menggunakan proses hydrocracking menjadi bahan bakar dan produk minyak bumi lainnya, termasuk minyak pelumas. Senyawa hidrokarbon cair hasil pengubahan dari syngas mempunyai sifat kimia yang sama dengan polietilena.
Gas alam yang digunakan berasal dari Amerika Serikat. Belakangan, daerah lepas laut Timur Tengah menjadi sumber gas alam karena di sana harga gas alam lebih murah. Minyak pelumas dari gas alam ini untuk sementara dapat menjadi alternatif minyak pelumas hasil pengolahan minyak bumi. Pada masa mendatang, cadangan gas alam di dunia diperkirakan akan segera menipis. Di lain pihak, kebutuhan akan minyak pelumas semakin tinggi. Kini, dengan adanya penemuan ini, pembuatan minyak pelumas nampaknya tidak lagi memerlukan gas alam. Cukup dengan memanfaatkan limbah botol plastik, jadilah minyak pelumas. Tertarik mencoba?
Sumber: http://acswebapplications.acs.org
Ket: Kedua penulis adalah alumni Jurusan Kimia FMIPA Universitas Padjadjaran dan pegiat di Alchemist Community.
Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Tetapi seberapa banyakkah yang kita ketahui tentang senyawa unik ini? Inilah beberapa fakta tentang kaca.
Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak 都empat・menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO
2) dan proses pembentukannya.
Beberapa sifat-sifat kaca secara umum adalah: - Padatan amorf (short range order).
- Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.
- Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)
- Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)
- Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida. Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.
- Efektif sebagai isolator.
- Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.
Sebagaimana bahan-bahan yang sangat banyak digunakan dalam peradaban modern, riwayat penemuan kaca tidaklah jelas sama sekali. Salah satu rujukan yang paling tua mengenai bahan ini dibuat oleh
Pliny, yang menceritakan bagaimana pedagang-pedangang
phoenisia purba menemukan kaca tatkala memasak makanan. Periuk yang digunakannya secara tidak sengaja diletakkan di atas massa trona di suatu pantai. Penyatuan yang terjadi antara pasir dan alkali menarik perhatian dan orang Mesir telah berusaha menirunya. Sejak tahun 6000 atau 5000 sebelum Masehi, orang mesir telah membuat permata tiruan dari kaca dengan ketrampilan yang halus dan keindahan yang mengesankan. Kaca jendela sudah mulai disebut-sebut sejak tahun 290. Silinder kaca jendela tiup ditemukan oleh para pendeta pada abad kedua belas. Dalam abad tengah, Venesia memegang monopoli sebagai pusat industi kaca. Di jerman dan inggris, kaca baru mulai dibuat pada abad ke-16. Secara keseluruhan sebelum tahun 1900, industri ini merupakan seni yang dilengkapi oleh rumus-rumus rahasia yang dijaga ketat. Proses pembuatannya-pun bersifat empiris dan hanya berdasarkan pada pengalaman.
Pada tahun 1914, di Belgia dikembangkan proses Fourcault untuk menarik kaca plat secara kontiniu. Selama 50 tahun berikutnya para ilmuwan dan insinyur telah berhasil menciptakan berbagai modifiklasi terhadap proses penarikan kaca dengan tujuan untuk memperkecil distorsi optik kaca lembaran (kaca jendela) dan menurunkan biaya pembuatan.
Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut:
Na
2CO
3 + aSiO
2 ? Na
2O.aSiO
2 + CO
2CaCO
3 + bSiO
2 ? CaO.bSiO
2 + CO
2Na
2SO
4 + cSiO
2 + C ? Na
2O.cSiO
2 + SO
2 + SO
2 + CO
Walaupun saat ini terdapat ribuan macam formulasi kaca yang dikembangkan dalam 30 tahun terakhir ini namun gamping, silika dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen kaca yang diproduksi di dunia.
Kuarsa (SiO2), salah satu bentuk polimorfi silikaSecara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan:
- Silika lebur. Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Secara salah kaprah, kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.
- Alkali silikat. Alkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara komersial, penting. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang serta memberi sifat tahan api.
- Kaca soda gamping. Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.
- Kaca timbal. Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada 徒aca potong・(cut glass). Kaca ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.
- Kaca borosilikat. Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca ini dikenal dengan nama dagang pyrex. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS).
- Kaca khusus. Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan,fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.
- Serat kaca (fiber glass). Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.
DAFTAR PUSTAKA :Barsounan, Michael. 1997.
FUNDAMENTALS OF CERAMIC. The Mc-Graw Hill inc. Singapore.
Austin, Goerge T. 1984.
SHEREVE担 CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES.The Mc-Graw Hill inc.
Air, yang merupakan sebuah zat cair istimewa untuk kehidupan, menutupi dua pertiga dari permukaan bumi. Tubuh setiap makhluk hidup di bumi terbentuk dari cairan yang sangat istimewa ini dengan perbandingan antara 50% - 95%. Dari bakteri yang hidup di sumber air panas dengan suhu yang mendekati titik didih air, sampai beberapa jenis lumut yang tumbuh pada gletser, kehidupan ada di setiap tempat dimana terdapat air, tanpa memandang suhu. Bahkan pada setetes air yang tergantung di ujung sebuah daun setelah hujan, ribuan mikroorganisme hidup muncul, bereproduksi, dan mati.
Tapi tahukah anda bahwa ternyata molekul air, yang merupakan dasar kehidupan di bumi, sangat sulit terbentuk. Pertama-tama, mari kita membayangkan molekul hidrogen dan oksigen, yang merupakan komponen air, dimasukkan ke dalam sebuah wadah kaca. Selanjutnya kita biarkan keduanya berada di wadah tersebut dalam jangka waktu yang sangat lama. Dalam waktu selama itu mungkin gas-gas ini belum membentuk air bahkan jika keduanya tetap berada dalam wadah tersebut selama ratusan tahun. Kalaupun terbentuk air, tidak akan lebih dari segelintir pada dasar wadah dan itupun akan terjadi dengan sangat lambat, bisa sampai ribuan tahun.
Penyebab mengapa air sangat lambat terbentuk pada kondisi-kondisi ini adalah suhu. Pada suhu kamar, oksigen dan air bereaksi sangat lambat.
Dalam keadaan bebas, oksigen dan hidrogen ditemukan sebagai molekul H2 dan O2. Untuk bergabung membentuk molekul air, keduanya harus bertubrukan. Sebagai hasil dari tubrukan ini, ikatan-ikatan yang membentuk molekul hidrogen dan oksigen melemah, sehingga tidak ada lagi penghalang untuk bergabungnya atom oksigen dan hidrogen. Suhu akan meningkatkan energi begitu juga kecepatan molekul-molekul ini, sehingga jumlah tubrukan yang terjadi meningkat. Akibatnya, reaksi yang terjadi dipercepat. Akan tetapi, sekarang ini, tidak ada lagi suhu yang cukup tinggi untuk membentuk air di bumi. Panas yang diperlukan untuk pembentukan air disuplai selama terbentuknya bumi ini, yang mana menghasilkan munculnya banyak air sebanyak yang menutupi tiga perempat permukaan bumi. Saat ini, air menguap dan naik ke atomosfir dimana kemudian dia menjadi dingin dan kembali ke bumi dalam bentuk hujan. Olehnya itu, jumlah air tidak bertambah tapi hanya mengalami siklus yang terus menerus.
Sifat-sifat air yang menakjubkan
Air memiliki banyak sifat kimiawi yang unik. Setiap molekul air terbentuk oleh kombinasi antara atom hidrogen dan oksigen. Cukup menarik bahwa kedua gas ini, satu mudah membakar dan yang lainnya mudah terbakar, bergabung membentuk sebuah cairan, dan lebih menariknya, cairan itu adalah air.
Sekarang, mari kita lihat secara ringkas bagaimana air terbentuk secara kimiawi. Muatan listrik air adalah nol, yakni bermuatan netral. Sekalipun begitu, karena ukuran atom oksigen dan hidrogen, komponen oksigen dari molekul air memiliki muatan yang sedikit negatif dan komponen hidrogennya sedikit bermuatan positif. Jika ada lebih dari satu molekul air yang bergabung, muatan positif dan negatif tersebut akan tarik-menarik membentuk sebuah ikatan yang sangat istimewa, yaitu "ikatan hidrogen". katan hidrogen merupakan sebuah ikatan yang sangat lemah dan memiliki masa yang sangat singkat. Durasi sebuah ikatan hidrogen adalah sekitar seper seratus milyar detik. Tetapi begitu sebuah ikatan putus, ikatan yang lainnya langsung terbentuk. Karenanya, molekul-molekul air saling menempel dengan rapat meskipun juga tetap mempertahankan bentuk cairnya karena molekul-molekulnya disatukan oleh sebuah ikatan lemah.
Ikatan hidrogen juga memungkinkan air untuk melawan perubahan suhu. Walaupun suhu udara meningkat secara tiba-tiba, suhu air hanya meningkat perlahan, dan demikian juga, jika suhu udara turun secara tiba-tiba, suhu air berkurang secara perlahan. Diperlukan perubahan suhu yang besar agar perubahan suhu air berlangsung cepat. Energi termal air yang sangat tinggi memiliki manfaat besar bagi kehidupan. Sebagai contoh sederhana, terdapat banyak air dalam tubuh kita. Jika air beradaptasi dengan perubahan suhu yang terjadi secara tiba-tiba di udara dengan laju perubahan yang sama, maka kita akan mengalami panas demam atau membeku secara tiba-tiba.
Begitu juga, air memerlukan energi termal yang sangat besar untuk menguap. Karena begitu banyak energi termal yang digunakan saat menguap, suhunya menurun. Sebagai contoh, lagi-lagi dari tubuh manusia, suhu normal tubuh adalah 36°C dan suhu tubuh tertinggi yang bisa ditolerir adalah 42°C. Selisih 6°C ini tentu sangat kecil dan bahkan beraktivitas beberapa jam saja di bawah sinar matahari bisa meningkatkan suhu tubuh sebesar itu. Sekalipun begitu, tubuh kita menghabiskan banyak energi termal melalui keringat, yakni, dengan menyebabkan air yang dikandungnya menguap, yang selanjutnya menyebabkan suhu tubuh menurun. Jika tubuh kita tidak memiliki mekanisme otomatis seperti ini, maka beraktivitas di bawah sinar matahari beberapa jam saja dapat berakibat fatal.
Ikatan hidrogen juga melengkapi air dengan sifat luar biasa lainnya, yaitu air lebih kental dalam wujud cair dibanding dalam wujud padat. Sebenarnya, hampir semua zat di bumi ini lebih kental dalam wujud padat dibanding dalam wujud cairnya. Akan tetapi, berbeda dengan zat-zat yang lain, air mengembang saat membeku. Ini karena ikatan hidrogen mencegah molekul-molekul air untuk berikatan satu sama lain dengan sangat rapat, sehingga banyak celah yang tersisa diantara molekul-molekul tersebut. Ikatan hidrogen terputus apabila air berada dalam wujud cair, sehingga menyebabkan atom-atom oksigen lebih berdekatan satu sama lain dan membentuk sebuah struktur yang lebih kental.
Ini juga yang menyebabkan es lebih ringan dari air. Umumnya, jika anda melelehkan logam manapun dan ke dalam lelehan tersebut dimasukkan beberapa lempeng logam yang sama, maka lempeng-lempeng ini akan tenggelam langsung ke dasar. Akan tetapi, pada air hal yang terjadi berbeda. Gunung es yang beratnya ribuan ton akan terapung di atas air seperti gabus. Manfaat apa yang diberikan oleh sifat air yang unik ini?
Mari kita menjawab pertanyaan ini dengan mengambil contoh sebuah sungai: Jika cuaca sangat dingin, air sungai tidak akan membeku seluruhnya, tapi hanya permukaannya saja yang membeku. Air mencapai wujud terberatnya pada suhu +4°C, dan segera setelah mencapai suhu ini, dia akan tenggelam ke dasar. Es terbentuk pada permukaan air sebagai sebuah lapisan. Di bawah lapisan ini, air masih terus mengalir, dan karena +4°C adalah suhu dimana organisme hidup bisa bertahan, maka kehidupan dalam air terus berlanjut.
Sifat khusus air yang sangat menarik
Kita semua tahu bahwa air mendidih pada suhu 100°C dan membeku pada suhu 0°C. Tetapi sebenarnya, pada kondisi normal, air seharusnya mendidih pada suhu +180°C bukan pada suhu 100°C. Mengapa?
Dalam tabel periodik, sifat-sifat dari unsur-unsur yang terdapat di dalam golongan yang sama bervariasi secara progresif dari unsur yang ringan sampai unsur yang berat. Fakta ini dapat dilihat dengan jelas pada senyawa-senyawa hidrogen. Senyawa dari unsur-unsur yang segolongan dengan oksigen dalam tabel periodik disebut sebagai "hidrida". Jadi air (H2O) adalah "oksigen hidrida". Hidrida dari unsur-unsur lain dalam golongan ini memiliki struktur molekul yang sama seperti molekul air.
Titik didih senyawa-senyawa ini berbeda-beda dan semakin meningkat dari unsur belerang ke unsur yang lebih berat; akan tetapi, titik didih air tidak mengikuti pola ini. Air (oksigen hidrida) mendidih pada suhu yang 80°C lebih rendah dari yang seharusnya. Situasi yang mengherankan lainnya juga terjadi pada titih beku air. Lagi-lagi, menurut orde dalam sistem periodik, air seharusnya membeku pada suhu -100°C. Akan tetapi, air tidak memenuhi kaidah ini dan membeku pada suhu 0°C, sebuah suhu yang 100°C lebih tinggi dari titik beku seharusnya. Hal ini tentu menimbulkan pertanyaan dalam benak kita seperti mengapa bukan hidrida lain, tapi hanya air (oksigen hidrida) yang tidak memenuhi kaidah dari sistem periodik ini?
Diterjemahkan dan diedit dari:
"The Miracle In The Atom" oleh Prof. Adnan Oktar
Ta-Ha Publishers Ltd. I Wynne Road, London SW9 OBB, United Kingdom.
Jangan buang kulit jeruk itu! Mungkin itulah sepenggal kata yang diucapkan oleh kedua orang tua kita setelah kita mengupas kulit jeruk bali. Hal ini karena saat itu mainan anak-anak banyak yang terbuat dari limbah rumah tangga seperti kulit jeruk. Kita masih ingat dengan kulit jeruk kita dapat membuat mobil-mobilan untuk mainan anak saat kita kecil dulu. Namun dalam dua dasawarsa terakhir mainan anak-anak telah lebih modern bahkan menggunakan teknologi canggih. Kemajuan teknologi telah merubah semua itu, sebagian besar mainan anak sat ini dibuat dari plastik karena memiliki daya tahan yang baik sehingga awet serta relatif aman untuk anak. Akan tetapi, percayakah anda bahwa mainan anak yang canggih dan terbuat dari plastik tersebut suatu saat dapat dibuat dari kulit jeruk.
Jika anda tidak percaya, tanyakan saja pada Geoffrey Coates, seorang profesor bidang kimia dan kimia biologi di Cornell University, New York, Amerika Serikat. Bersama kedua rekannya di grup riset Cornell University, Chris Byrne dan Scott Allen, ia berhasil mengubah kulit jeruk menjadi plastik. Bagaimana caranya?
Mereka menjelaskan bagaimana cara membuat polimer menggunakan limonen oksida sebagai molekul pendukung baru dan karbondioksida menggunakan katalis dalam penelitian di laboratorium. Limonin oksida adalah sejenis karbon dalam bentuk senyawa kimia yang terdapat pada 300 jenis tanaman. Pada buah jeruk, lebih dari 95 persen minyak yang mengandung senyawa tersebut terdapat pada kulit buah jeruk.
Dalam skala industri minyak kulit jeruk ini diekstraksi untuk berbagai macam kegunaan, salah satunya pembersih rumah tangga yang memiliki bau pohon jeruk. Minyak ini kemudian dapat dioksidasi sehingga menghasilkan limonin oksida. Senyawa ini tergolong reaktif dan oleh Coates dan rekannya digunakan sebagai senyawa building block(komponen utama plastik).
Building block lain yang mereka gunakan adalah karbondioksida, yang dikenal sebagai gas atmosfer yang terus meningkat terutama abad ini. Gas ini sebagian besar dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil(minyak bumi, gas alam, maupun batubara). Gas ini pada akhirnya akan mengancam keberlangsungan lingkungan karena termasuk gas rumah kaca yang pada akhirnya akan mengakibatkan pemanasan global di bumi.
Dengan menggunakan katalis untuk menggabungkan limonen oksida dan karbondioksida, grup riset Coates berhasil memproduksi polimer baru yang dikenal sebagai polilimonin karbonat. Polimer ini ternyata memiliki banyak karakteristik yang sama seperti polistiren. Polistiren bahan plastik yang dibuat dari minyak bumi dan banyak digunakan dalam produk plastik yang bisa dibuang.
Polimer merupakan unit yang berulang pada senyawa kimia, logika sederhananya adalah seperti helaian kertas pada mainan anak. Walaupun nanti suatu saat polimer sebagai plastik pada mainan anak tersebut akan menggunakan komponen pengganti dari limonin oksida ujur Coates. Baik limonen oksida maupun karbondioksida keduanya tidak dapat membentuk dengan polimer dengan sendirinya, akan tetapi harus dicampur sehingga menjadi produk yang diharapkan.
Berdasarkan observasi Coates, kebanyakan plastik yang digunakan saat ini adalah poliester dalam pakaian serta untuk keperluan kemasan makanan dan elektronik. Bahan dasar ini berasal dari minyak bumi sebagai building blok-nya. Dia mengatakan jika kita dapat menggunakan minyak bumi dan menggantinya dengan bahan yang melimpah serta terbaharukan, hal itu merupakan suatu hal yang perlu untuk di investigasi. Hal yang menarik dari sini adalah berkaitan dengan pekerjaan yang sepenuhnya menggunakan bahan baku terbaharukan walaupun pada akhirnya dapat membuat plastik dengan kualitas yang menarik.
Grup riset Coates sangat tertarik dengan penggunaan karbondioksida sebagai building block pada polimer. Sebenarnya gas yang merupakan produk limbah di udara bebas ini dapat disolasi untuk pembuatan plastk, seperti polilimonin karbonat. Laboratorium Coates terdiri atas 18 orang kimiawan dan sebagian besar darinya menggunakan material yang dapat didaur ulang dan biodegradabel (dapat terurai oleh bakteri tanah) serta murah dan melimpah sebagai building block yang ramah lingkungan. Riset Coates ini didukung oleh Packard Foundation fellowship program, the National Science Foundation, the Cornell Center for Materials Research and the Cornell University Center for Biotechnology.
Sumber: http://www.chem.cornell.edu/gc39