Misteri Tumbuhan pakis, Mampu Menyerap Zat Beracun

Berita baru tentang tanaman pakis

Anda pernah melihat tumbuhan pakis yang suka muncul diantara tanaman lain? Baru-baru ini para peneliti dari Universitas Florida menemukan sejenis pakis yang sudah terakumulasi dengan racun dalam konsentrasi tinggi.

Pakis jenis Ptetis fitata ini setelah di observasi dan di teliti di laboratorium menunjukkan pakis tersebut mampu menyerap zat beracun tersebut. Hal ini juga diketahui setelah penelitian ternyata dalam tumbuhan pakis juga ditemukan arsenat.

Lena Ma, salah seorang peneliti dari Florida ini seperti yang ditulis Republika menemukan bahwa pakis mampu menghisap arsenat secara mengagumkan. Hal ini terbukti ketika pakis tumbuh di suatu daerah, maka konsentrasi arsenat di dalam pakis mencapai 200 kali lebih besar di banding konsentrasi arsenat di dalam tanah di mana pakis itu tumbuh. Bahkan bila dibandingkan kayu chromium-coper-arsenic solution, penggunaan pakis jauh lebih baik.

Lena Ma mengambil contoh tanah berkayu. Semula kandungan arsenat dari tanah berkayu besarnya 38.9 persen. Setelah di tanami pakis, kandungan tanah mengandung 7.5226 bagian per satu juta arsenat. Jadi, terjadi pengurangan hampir lima kali lipat.

Selain itu juga ditemukan bahwa pakis tidak hanya bekerja di daerah yang kandungan arsenatnya besar. Ia juga mampu menyerap zat beracun dengan baik pada konsentrasi arsenat lebih kecil dari satu bagian per satu juta.

Penggunaan pakis untuk mengurangi kadar arsenat dalam tanah nyaris sesuai dengan ketentuan EPA (Environmental Protection Agency). Agen ini menetapkan untuk ukuran standar konsentrasi arsenat dalam tanah untuk kawasan industri yang banyak mengeluarkan limbah adalah lima bagian per satu juta. Penggunaan pakis hampir menyamai konsentrasi ini.

Mengapa tumbuhan pakis sampai mengakumulasi arsenat? Apakah ada gunanya bagi tanaman? Sampai saat ini masih menjadi sebuah misteri. Hingga kini Lena Ma dkk masih meneliti lebih jauh bagaimana racun ini di serap lalu di distribusikan ke berbagai bagian tumbuhan.

Menurut fakta yang ada 90% arsenat terkumpul dalam daun dan tangkainya. Dan perlu juga diketahui, ternyata ada sekitar 400 jenis tanaman yang mempunyai sifat seperti ini.

Tentunya penemuan diharapkan mampu membantu penyediaan air bersih, yang kadarnya makin berkurang di kota-kota, karena air bersihnya banyak yang tercemar. Bagaimana?

Ancaman Arsenik Di Balik Susu Beras

Berhati- hatilah bagi penggemar susu beras!

Para peneliti telah menemukan bahwa level arsenik dalam air beras telah melewati ambang batas dari standar air minum Uni-Eropa dan Amerika. Andrew Meharg dan rekan sejawat dari University of Aberdeen, Inggris, telah menemukan bahwa orang-orang yang meminum susu beras terancam oleh konsentrasi tinggi dari arsenik (terutama dalam bentuk anorganik). Telah diketahui bahwa beras dapat mengandung kadar tinggi dari arsenik anorganik, sebuah senyawa karsinogenik untuk manusia. Namun kekhawatiran tentang kadar arsenik anorganik dalam susu beras tidak setinggi seperti sekarang. Susu beras adalah susu pengganti untuk para vegetarian dan penderita alergi laktosa.

Tim Meharg menganalisa sampel dari susu beras untuk mengamati transfer arsenik anorganik ketika beras dirubah menjadi susu beras. Mereka menguji susu beras komersial dan susu beras buatan sendiri dari bijih beras putih dan coklat. Selain itu pengamatan kadar arsenik dalam susu kedelai dan susu gandum pun diamati.

Peraturan Uni-Eropa mengatur nilai ambang batas dari jumlah arsenik yang diijinkan terkandung dalam air minum, dan Amerika secara spesifik membatasi batas kadar senyawa-senyawa arsenik anorganik. Kedua peraturan ini tidak mengatur kadar arsenik dalam makanan, dan belum ada kejelasan tentang kategori pengkelasan susu berada dimana.

Meharg menemukan bahwa semua sampel susu beras komersial melebihi batas peraturan Uni-Eropa untuk air dan 12 dari 15 sampel melebihi standar Amerika dengan total median kadar arsenik berada pada tingkat tujuh kali lipat lebih banyak dibandingkan sampel susu kedelai dan susu gandum.

David Polya dari University of Manchester, Inggris, adalah seorang ahli di bidang resiko senyawa kimia lingkungan terhadap manusia. Dia berujar bahwa penelitian ini menyorot ‘sebuah keinkonsistenan pada penerapan peraturan dari senyawa karsinogenik, seperti arsenik, antara minuman dan makanan. Golongan yang umumnya memiliki resiko, seperti vegetarian, tidak diidentifikasi sebagai perkiraan eksposur rata-rata” tambahnya.

Meharg mengatakan bahwa kelompok penelitiannya akhir-akhir ini telah menerima pendanaan untuk menghasilkan tanaman beras yang lebih sedikit mengandung arsenik. Ia juga bermaksud untuk mengkarakterisasikan ketersediaan biologis dari arsenik dari beras terhadap manusia untuk membuktikan bahwa rute eksposur ini mengkhawatirkan.

Krisis susu di Cina menuntut perbaikan pengawasan makanan

Hal Terkait tentang krisis susu di Cina. Di baca ya.. 🙂

Krisis susu di Cina – dimana ribuan bayi telah mengalami batu ginjal setelah meminum susu yang terkontaminasi melamin, sebuah bahan kimia industri – telah menyoroti pentingnya negara tersebut untuk meningkatkan standar-standar pendeteksian kontaminan kimiawi dalam bahan-bahan makanan.

“Kami sedang melakukan kerja sama dengan departemen-departemen pemerintah yang lain untuk mengkaji bagaimana memasukkan senyawa-senyawa yang tidak terpantau sebelumnya ketika kami akan merubah standar-standar pendeteksian kualitas makanan kami,” ungkap Li Changjiang, kepala Adinistrasi Umum Pengawasan, Inspeksi dan Karantina Kualitas (AQSID) Cina, pengawas keamanan makanan, dalam sebuah jumpa pers pada tanggal 17 September.

Hampir 53.000 bayi telah dilaporkan mengalami masalah-masalah ginjal setelah meminum susu yang terkontaminasi. Embat bayi telah meninggal dan 13.000 sedang dirawat di rumah sakit – lebih dari 100 dari bayi ini memiliki kondisi yang serius. Kebanyakan bubuk susu yang terkontaminasi dibuat oleh perusahaan susu bernama Sanlu Group berbasis di Propinsi Hebei, yang 43 persen sahamnya dimiliki oleh perusahaan pengolah susu Selandia Baru, Fonterra. Laporan-laporan awal menyebutkan bahwa Sanlu adalah satu-satunya perusahaan yang terlibat tetapi kemudian melamin ditemukan dalam bubuk susu dari 22 perusahaan susu lainnya, walaupun dengan kadar yang lebih rendah. Bahan kimia ini juga ditemukan dalam produk-produk susu segar yang diproduksi oleh perusahaan-perusahaan susu terkemuka di Cina seperti Yili Industrial Group yang berbasis di Mongolia Tengah dan Bright Dairy yang berbasis di Mengniu dan Shanghai. Sementara itu, di Hong Kong, dua gabungan supermarket dilaporkan menarik dari peredaran produk-produk susu yang dibuat oleh Nestle, Dutch Lady dan Mr Brown, karena ditemukan mengandung melamin. Kontaminasi ini diyakini telah terjadi pada pusat-pusat penampungan susu, dimana melamin kemungkinan telah ditambahkan untuk meningkatkan kandungan protein. Perusahaan-perusahaan susu menilai kualitas susu sebagian besar berdasarkan kandungan proteinnya, yang mereka perkirakan berdasarkan kadar nitrogen. Dengan menambahkan melamin (C3H6N6) – sebuah zat kimia berbentuk kristal putih yang digunakan untuk membuat produk plastik, pupuk, dan pembersih. Pada konsentrasi tinggi, zat kimia ini bisa menyebabkan batu ginjal dan gagal ginjal, khususnya pada bayi. Tahun lalu, makanan hewan piaraan yang terkontaminasi melamin dari Cina telah menimbulkan penyakit atau membunuh ribuan kucing dan anjing piaraan di Amerika Serikat.

Dalam sebuah kampanye nasional untuk mendeteksi melamin, perusahaan-perusahaan susu dari Cina dan departemen-departemen karantina telah membeli sebuah mesin HPLC yang mahal. Tetapi menurut Fang Shimin, seorang penulis kolom di sebuah surat kabar Cina dengan gelar PhD di bidang biokimia, ada cara yang lebih sederhana dan lebih murah untuk mendeteksi melamin. Sebagai contoh, asam trikloroasetat bisa digunakan untuk mengendapkan protein-protein dari susu. Protein-protein ini selanjutnya bisa disaring dan setiap nitrogen dalam cairan yang tersisa bisa dikaitkan dengan senyawa-senyawa non-protein seperti melamin. “Kita sudah lama tahu teknik yang sederhana ini tetap otoritas keamanan makanan tidak pernah menganggap penting pendeteksian keamanan makanan sehingga mereka tidak pernah berpikir untuk menggunakannya,” ungkap Fang kepada Chemistry World.

Li Changjiang dari AQSIQ mengakui bahwa kriteria pemantauan kualitas makanan hanya mencakup aspek-aspek gizi dari makanan dan tidak mencakup kontaminan-kontaminan kimia yang dilarang. Pengadopsian standar-standar baru merupakan tantangan. “Tidak mungkin bagi otoritas-otoritas keamanan makanan untuk memantau setiap produk dari jutaan produsen yang ada. Kuncinya adalah menghukum mereka yang sudah kelewatan mengkontaminasi makanan untuk memastikan agar para produsen bertanggungjawab terhadap keamanan produk,” ungkap Ke Bingsheng, presiden Universitas Pertanian Cina, dalam Pertemuan Tahunan Asosiasi Cina untuk Sains dan Teknologi pada bulan September.

Resiko Toksik pada Air Botol?

Berhati- hatilah dengan botol plastik.. Ada apa ya?

Peneliti geokimia di Jerman mengklaim bahwa botol-botol plastik secara terus menerus melepaskan unsur antimonium (Sb) ke dalam air minum.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Bill Shotyk di University of Heidelberg menguji air-air yang dikemas dalam botol di daerah yang sama di Canada.

Air yang dikemas dalam botol polietilen tereftalat (PET) mengandung hingga 375 ppt antimonium, sedangkan air dalam botol polipropilen mengandung hanya 8,2 ppt antimonium. Tiga bulan kemudian, air dalam botol PET mengandung hingga 626 ppt antimonium. PET dibuat dengan menggunakan katalis antimonium.

Kelompok peneliti Shotyk menguji air tanah yang berasal dari daerah yang sama di Canada, dengan menggunakan alat penganalisis biji es yang sangat sensitif. Kadar antimonium yang mereka temukan sangat rendah (2 ppt). Laporan-laporan terdahulu melaporkan kandungan rata-rata 300 ppt.

“Saya tidak yakin berapa banyak lab di luar sana yang benar-benar bisa mengukur berapa banyak antimonium yang terdapat dalam air tanah, kebanyakan orang memiliki batas deteksi yang jauh di atas nilai alami pada air tanah,” kata Shotyk.

Kadar antimonium dalam air botol yang diteliti ini lebih rendah dari kadar pengkontaminasi maksimum yang dianjurkan oleh EPA Amerika Serikat, yakni 6 bagian per juta. Shotyk lebih khawatir bahwa antimonium terus menerus terlepas ke dalam air dalam kemasan botol. “Yang ingin saya tunjukkan bukan bahwa air-air botol ini terkontaminasi oleh antimonium,” kata dia, “tetapi hal yang penting adalah bahwa antimonium secara terus menerus dilepaskan dari botol ke dalam air”.

David Coggan, seorang ahli epidemiologi dari unit epidemiologi lingkungan MRC di Southampton, Inggris, menunjukkan sikap yang berhati-hati dalam menanggapi temuan ini. Hasil yang ditunjukkan oleh Shotyk masih memerlukan penyelidikan lebih lanjut sebelum implikasi kesehatannya bisa dibahas, kata dia, sebagian karena masih sedikit yang diketahui tentang toksisitas antimonium. “Penting untuk memikirkan tentang rentang dosis berapa yang akan didapatkan oleh orang yang meminum air tersebut,” kata Coggan. Meski demikian, Shotyk yang menemukan temuan ini tidak lagi meminum air yang dikemas dalam botol-botol PET.

Amerika Serikat memperketat standar emisi timbal

Langkah yang patut ditiru Negara kita dalam mengurangi emisi demi keselamatan manusia… 🙂

Jumlah timbal yang dibolehkan terdapat di lingkungan udara Amerika Serikat telah diperkecil 10 kali lipat oleh EPA (Agensi Perlindungan Lingkungan): ini merupakan pengurangan pertama dalam 30 tahun terakhir. Standar yang lebih ketat ini disambut baik oleh para ahli toksikologi, tetapi pengendalian kadar timbal ini hanya bisa ditegakkan mulai dari tahun 2017, karena jaringan pemantauan negara ini masih harus ditingkatkan hingga ke titik-titik polutan utama.

Ambang batas yang baru, yakni 0,15 mikrogram per meter kubik, adalah sepuluh kali lebih rendah dibanding standar tahun 1978 sebelumnya. Ambang batas ini juga berada di bawah panduan kualitas udara lingkungan WHO untuk timbal, yakni 0,5 hingga 1,0 mikrogram per meter kubik.

Walaupun bensin bertimbal telah dihapuskan secara bertahap di Amerika Serikat sejak lebih dari 30 tahun yang lalu, timbal tetap ada dalam debu di kota-kota utama, dimana jika tertelan bisa menyebabkan kerusakan otak, khususnya pada anak-anak. Timbal masih digunakan dalam industri pada fasilitas-fasilitas seperti tempat pembakaran sampah, penuangan besi dan baja, dan pabrik-pabrik pembuat baterai. Para ilmuwan lingkungan memperkirakan ada ratusan fasilitas di Amerika Serikat yang akan terkena dampak dari peraturan baru ini.

Batas terendah yang dibolehkan

Komite penasehat EPA memberikan opini berbeda tentang berapa seharusnya ambang batas konsentrasi timbal. Kelompok pemerhati lingkungan menginginkan standar yang lebih ketat, dengan merujuk rekomendasi CHPAC (Komite Penasehat Perlindungan Kesehatan Anak) EPA, yang membeberkan data-data epidemiologi yang menunjukkan efek kesehatan negatif dari timbal bahkan pada tingkat keterpaparan yang sangat rendah. Tetapi para ahli toksikologi pada umumnya merasa senang dengan keputusan ini. Russ Flegal, seorang ahli toksikologi lingkungan di Universitas California, Santa Cruz, mengatakan bahwa tindakan EPA ini sebenarnya agak terlambat. “Kadar timbal dalam darah manusia sekarang ini masih 100 kali di atas kadar alami,” kata dia.

EPA mengatakan jaringan pemantauan timbal Amerika Serikat yang ada sekarang ini tidak cukup untuk menentukan terpenuhinya standar yang baru tersebut. EPA hanya memiliki 133 pemantau yang dikhususkan untuk menelusuri kadar timbal di udara, berkurang dari sekitar 900 di tahun 1980an. EPA berencana untuk menambah 236 pemantau lainnya. Pada Oktober 2011 EPA akan menunjuk area-area yang perlu mengurangi emisi timbal ke udara dan negara-negara bagian harus memenuhi standar ini sampai Januari 2017 atau akan mengalami pelarangan pembuatan fasilitas-fasilitas baru.

Protein fluoresen hijau menangkan Hadiah Nobel Kimia 2008

Artikel spesial mengenai Protein Fluoresen..

Hadiah Nobel 2008 di bidang Kimia telah dianugerahkan kepada tiga ilmuwan yaitu ilmuwan Jepang Osamu Shimomura dan peneliti Amerika Serikat Martin Chalfie dan Roger Tsien, karena penemuan dan pengembangan protein fluoresen hijau (GFP).

Protein ini, yang pertama kali diisolasi dari seekor ubur-ubur, sekarang ini sudah rutin digunakan sebagai penanda yang menyala terang untuk menelusuri posisi-posisi dan interaksi-interaksi protein-protein dalam sel.

Profesor Lars Thelander dari Royal Swedish Academy of Sciences, setelah pengumuman penganugerahan tersebut, mengatakan GFP merupakan sebuah alat yang sangat baik yang memungkinkan kita untuk meneliti metabolisme dan reaksi-reaksi di dalam sel-sel hidup tanpa merusaknya. Sekarang ini sudah sangat mudah menandai protein dengan penanda fluoresen, Thelander menambahkan, dengan catatan bahwa GFP telah membantu dalam memberikan pengetahuan-pengetahuan baru tentang proses-proses seluler yang terkait dengan penyakit seperti kanker, HIV dan penyakit Alzheimer.

Tonggak kimiawi

Osamu Shimomura adalah orang pertama yang mengidentifikasi dan mengisolasi GFP, yang bertanggungjawab untuk bioluminesensi karakteristik dari ubur-ubur Aequorea victoria. Shimomura, yang dulunya di Universitas Princeton, dan sekarang bermarkas di Laboratorium Biologi Kelautan di Woods Hole, Massachusetts, mengambil ekstrak dari lebih 1.000 ubur-ubur selama musim panas tahun 1961 untuk mencari sebuah protein yang menyala hijau terang dibawah sinar UV.

Penelitian Shimomura yang sangat cermat tentang sifat-sifat kimia protein yang berfluoresensi ini menjadi cikal bakal untuk tahapan selanjutnya. Pada awal tahun 1990an, Martin Chalfie, sekarang di Universitas Columbia di New York, menemukan gen ubur-ubur yang bertanggungjawab untuk menghasilkan GFP dan memadukannya ke dalam kode genetik bakteri E. coli. Chalfie cukup terkejut menemukan sel-sel ini menyala terang, walaupun tidak ada enzim atau zat kimia ubur-ubur yang dianggap diperlukan untuk fluoresensi tersebut.

Walaupun banyak organisme yang bisa berfluoresensi terang, seperti kunang-kunang dan ikan tropis, namun proses-proses kimianya biasanya melibatkan komponen-komponen lain yang diperlukan selama luminesensi. Chalfie menemukan bahwa GFP cukup berbeda – hanya memerlukan oksigen untuk menjalankan proses konversi sinar ultraviolet menjadi sinar hijau terang yang tampak. Dengan melanjutkan penyelidikannya terhadap cacing gelang C. elegans yang memiliki panjang mencapai milimeter, Chalfie menemukan bahwa label-label GPF berpotensi untuk ditempelkan pada tipe sel hidup manapun dengan menyisipkan gen tersebut di lokasi tertentu dalam DNA.

Penghargaan besar

Akan tetapi, masih ada masalah penggunaan GFP secara praktis karena protein ini cenderung kehilangan kemampuannya untuk berfluoresensi dari waktu ke waktu dan warna hijau bukan merupakan warna yang ideal untuk penelitian-penelitian cermat. Roger Tsien, sekarang di Universitas California, San Diego, membuat berbagai mutasi dalam gen, dan menghasilkan varian-varian GFP baru yang berfluoresensi lebih kuat dan berwarna berbeda, mulai dari biru sampai merah dan kuning.

Jeremy Sanders, yang menjadi pembimbing Tsien selama studi untuk gelar PhD di Universitas Cambridge, mengatakan bahwa inilah saatnya untuk mengakui GFP. “Penelitian Roger, bahkan sebelum ditemukannya GFP, telah membuka dunia serba-baru untuk mengamati sel-sel hidup dari jarak yang lebih dekat,” ungkap Sanders ke Chemistry World. “Sekarang anda dapat membeli senyawa-senyawa ini di pasaran dan senyawa-senyawa ini telah mentransformasi bidang biologi molekuler.”

Berkat penelitian Tsien, banyak sel-sel berbeda yang bisa ditelusuri secara real-time – sehingga memungkinkan sel-sel ini untuk diteliti saat mereka berinteraksi, memetabolisasi zat kimia atau saat membelah. Bermula dari ditemukannya sebagai protein ubur-ubur yang tidak berharga, GFP sekarang ini telah merubah cara kita memandang dunia kehidupan sel yang dinamis.

Pemenang Hadiah Nobel Kimia 2008. Roger Tsien, Osamu Shimomura and Martin Chalfie

Setelah terbangun dari tidurnya pada jam 3 subuh untuk mendengar pengumuman penghargaan tersebut, Tsien berbicara lewat telepon dalam jumpa pers di Swedia. “Saya merasa sangat terhormat dan senang karena penelitian ini dapat diakui,” tuturnya, dengan menambahkan bahwa dia cukup terkejut telah dipilih untuk memenangkan hadiah nobel. “Ini merupakan karya dari banyak orang, tetapi kami bertigalah yang harus menjadi tokoh utama di balik semua ini.”

Masing-masing dari tiga peneliti ini akan mendapatkan total hadiah sebesar 10 juta Kroner Swedia (800.000 poundsterling atau sekitar Rp.15 milyar).

Kekhawatiran industri kimia tentang kepresidenan Obama

Ada apa dengan Obama? Apa kaitannya dengan Industri Kimia?

Respon hati-hati industri kimia terhadap terpilihnya Barack Obama sebagai presiden Amerika Serikat yang ke-44 bertentangan dengan penerimaan antusias yang dia dapatkan dari para kimiawan.

Dewan Kimia Amerika (ACC), sebuah kelompok perdagangan utama yang mewakili perusahaan-perusahaan kimia, khawatir karena agensi-agensi peraturan Amerika Serikat seperti Agensi Perlindungan Lingkungan (EPA) akan lebih agresif membuat peraturan-peraturan untuk mengontrol, atau lebih mengurangi emisi dibawah pemerintahan Obama.

“Kami akan menantikan untuk melihat apakah mereka terlalu berlebihan dalam memberikan beban peraturan terhadap industri kami sehingga akan membuat kami tidak kompetitif dalam pasar internasional ini,” papar Cal Dooley, Presiden dan CEO ACC ke Chemistry World.

Sebenarnya, obama telah menetapkan salah satu target yang akan dicapai yakni pengurangan emisi karbon sebanyak 80 persen pada tahun 2050. Secara khusus, dia berencana untuk mulai mengurangi emisi dalam waktu dekat dengan menetapkan “target-target pengurangan emisi tahunan yang ketat” dan mengimplementasikan sebuah perintah untuk mengurangi emisi menjadi sebesar tingkat emisi tahun 1990 pada tahun 2020 mendatang.

Akan tetapi, Dooley menekankan diperlukannya “pendekatan yang sangat bijaksana” untuk mengatasi emisi gas rumah kaca. Dia ingin memastikan bahwa presiden baru tersebut memberikan pertimbangan yang memadai bagi industri kimia, yang menggunakan banyak gas alami dan produk-produk petroleum sebagai sebuah stok dasar untuk material dan teknologi.

Mood anti-bisnis

Asosiasi Distributor Kimia Nasional Amerika Serikat (NACD) juga selalu mengikuti perkembangan aparat pembuat peraturan. “Mood yang ada di Washington merupakan mood yang paling anti-bisnis yang pernah saya lihat dalam 15 tahun terakhir,” kata Chris Jahn, presiden dan CEO NACD. Mood tersebut cenderung lebih banyak mengatur dan menaikkan pajak, dan kami sangat khawatir tentang ini.”

Sementara itu, sebuah suasana yang sangat berbeda terjadi di Komunitas Kimia Amerika (ACS), organisasi profesional yang mewakili para kimiawan, insinyur kimia, dan ilmuwan-ilmuwan dalam bidang-bidang terkait.

“Pemilihan ini merupakan sebuah peristiwa menarik dan menentukan yang menandakan hal-hal yang sangat baik untuk sains Amerika Serikat ke depannya, khususnya kimia,” papar pengurus ACS Glenn Ruskin ke Chemistry World. “Kita memiliki harapan untuk lebih berkembang – terdapat spirit antusiasme dan komitmen baru”.

Para kimiawan akademik terdorong oleh janji Obama untuk memberikan anggaran penelitian bagi agensi-agensi sains kunci seperti Institut Kesehatan Nasional (NIH), Yayasan Sains Nasional dan Departemen Energi yang akan dilipatgandakan dalam waktu 10 tahun yang akan datang. Ketiga agensi yang diprioritaskan ini merupakan salah satu dari jalur dimana pemerintah Amerika Serikat banyak mendanai bidang kimia.

Dukungan pemerintah pusat untuk sains telah meningkat di semua lini selama masa pemerintahan George W. Bush, periode 2001 sampai 2004. Era tersebut merupakan era keemasan bagi penelitian biomedik dengan adanya kucuran dana anggaran dua kali lipat untuk NIH selama lima tahun, dan agensi-agensi sains domestik lainnya juga mengalami peningkatan anggaran yang signifikan. Tetapi kebanyakan agensi penelitian pusat mulai mengalami trend yang jalan di tempat atau menurun selama periode kedua pemerintahan George W. Bush, yang berakhir 20 Januari 2009. Perkembangan negatif ini sebagian besar disebabkan oleh defisit nasional yang terus meningkat dan determinasi Bush untuk mengekang pengeluaran domestik.

Tetapi ada harapan bahwa Obama bisa membantu membalikkan keadaan ini untuk pihak ilmiah Amerika Serikat, dan kimia khususnya. “Kesinambungan suplai para kimiawan Amerika Serikat bisa terhenti, dan pendanaan Amerika Serikat terhadap penelitian kimia dan infrastruktur akan tetap berada di bawah tekanan,” kata Ruskin ACS mengingatkan. “Tetapi banyak dari tekanan tersebut bias dihilangkan jika anggaran yang ada dilipatduakalikan dalam jangka periode sepuluh tahun, sebagaimana yang diusulkan Obama.”

Pengaruh Bush

Secara keseluruhan, para kimiawan Amerika Serikat juga berharap agar Obama bisa mengembalikan integritas dalam proses pengambilan keputusan ilmiah pemerintah Amerika serikat. Pemerintahan Bush telah banyak dimasuki unsur publik dan Kongres untuk mengambil langkah-langkahyang dapat memperlemah peraturan-peraturan lingkungan yang mengatur pelepasan zat kimia ke udara dan air. Pemerintahan Bush juga telah dituduh mengakomodasi kepentingan-kepentingan perusahaan, termasuk yang berkecimpung di industri kimia, yang memiliki pengaruh yang tidak semestinya dalam pengambilan keputusan ilmiah di agensi-agensi seperti EPA.

Pemerintahan yang telah lalu juga telah dikritik karena dianggap menentang Undang-Undang Udara Bersih dengan menetapkan standar kabut yang tidak memenuhi rekomendasi-rekomendasi ilmiah, dengan mencoba untuk mempermudah aturan-aturan tentang polusi industri, dan berdalih tentang peraturan-peraturan gas rumah kaca. Untuk standar air, Gedung Putih dikritik pada bulan September karena tanpa bukti menuduh EPA tidak membuat standar keamanan bagi perklorat kimia yang kontroversial dalam air minum masyarakat.

Untuk inilah, Obama telah berjanji untuk mendengarkan pendapat para ahli yang duduk di komite penasehat agensi pusat dan “membalikkan upaya pemerintah Bush untuk menodai standar air dan udara bersih negara.” Dia juga ingin membalikkan batasan-batasan Bush di tahun 2001 tentang pendanaan federal untuk penelitian sel batang embrionik.

Akan tetapi, masih belum jelas apakah Obama bisa mewujudkan janji-janji yang dilontarkannya saat kampanye. Perhatian dan sumberdayanya bisa dialihkan oleh tindakan militer di Irak dan Afghanistan, dan krisis ekonomi yang mengarah pada rencana penyelamatan federal sebesar $700 milyar untuk institusi-institusi finansial yang bermasalah di Amerika. 😦

Mengenal Perkembangan Nanoteknologi Berbasiskan Material Semikonduktor II-VI

Artikel Spesial tentang nanoteknologi! Silahkan Membaca….. 🙂

Nanoteknologi merupakan teknologi yang dibangun dengan orde 10 pangkat -9 meter alias 0.000000009 m atau 10^-9 m. Bisa dibayangkan sebuah ukuran yang amat sangat kecil. Bandingkan dengan diamater sebuah atom yang berkisar 0.00000000010 m atau 10^-10 m. Jadi dalam fabrikasi dan karakterisasinya dibutuhkan alat yang resolusinya ber orde nano juga. Untuk sintesis material berbasiskan skala nano biasanya digunakan yang namanya molekular beam epitaxy (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), phase vapor transport (VPT), magnetic sputtering, hydrothermal, deposisi menggunakan LASER, dsb. Sedangkan untuk karakterisasinya digunakan transmission elektron mikroskopi (TEM) yang memiliki resolusi tinggi kurang lebih 200 kV, scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), field emission SEM, dsb.

Gambar 1, menunjukkan contoh dari image mikroskopis material semikonduktor GaAs. Image yang dihasilkan sebanding dengan jumlah atom dari Ga dan As. Terlihat dari gambar bahwa jarak sumbu pusat antara dua buah atom tersebut adalah 1.4 x 10^-10 m. Dari resolusi yang dimiliki oleh scanning TEM/STEM sebesar 200 kV dapat dihasilkan pancaran electron dengan panjang gelombang 0.0025 nm. Dengan demikian karakterisasi nano sekarang ini sudah sangat maju, karena kita dapat melihat struktur kristal dari material. Nah dari alat karakterisasi tersebut kita akan mengenal berbagai jenis bentuk nanostructure, seperti : nanotube, nanowire, nanopilar, nanorod, nanocomb, nanoflower, dsb. Gambar 2 menunjukkan bentuk dari material nano, yaitu nanotube. Disebut nanotube karena bentuknya seperti tabung yang dibentuk oleh rangkaian struktur Kristal dalam skala nano.

Mengapa ilmu nano dan teknologinya penting? Begini, dalam perkembangan teknologi saat ini, yang dibutuhkan adalah improvisasi alat/device. Untuk lebih mendapatkan material yang secara makroskopis unggul dan efisien dari segi sifat listrik maupun optisnya, maka modifikasi dan analisis nano memegang peranan yang penting. Ketika kita menganalisis material dalam ukuran nano, maka kita akan melihat bagaimana distribusi dari elektron yang terlihat dari image yang yang diperoleh (menggunakan STEM/TEM, FESEM, High Resolution TEM, SEM, dan AFM). Para ilmuwan Fisika, Kimia dan termasuk ilmuwan dalam bidang material elektronik saat ini tengah berusaha menciptakan material untuk menghasilkan material yang berguna dalam industri optoelektronik. Tentu dasarnya adalah teknologi semikonduktor yang sudah dikenal lama. Dalam perkembangannya, teknologi semikonduktor mampu menghasilkan dioda, lalu transistor bahkan yang lebih kompleks lagi yaitu mikroprosesor. Peralatan/Devices tersebut sangat berperan dalam penemuan dan pembuatan piranti elektronik untuk komputer, handphone, dsb.

Analisis nano berperan cukup penting untuk mengimprove metode-metode yang digunakan saat ini. Analisis tersebut tidak hanya digunakan para eksperimentalis saja, namun juga para teoritis yang menggunakan first principle mengacu pada persamaan Schrodinger, bandstructure, fungsi gelombang Bloch, nearly free electron model, density functional theory, dsb untuk memprediksikan besar energi yang dapat dihasilkan oleh material.

Untuk melihat bagaimana nanostruktur dari salah satu material semikonduktor, saya ambil contoh image dari material semikonduktor golongan II-VI (ZnO) yang di sintesis menggunakan Vapour Phase Transport (VPT) seperti yang terlihat pada gambar 3. Dengan menggunakan SEM terlihat bahwa material ZnO tersebut membentuk pilar yang hampir uniform disetiap titiknya. Di dalam sebuah pilar probabilitas terdapat electron akan semakin besa r. Dari hasil sintesis dan karakterisasi tersebut lalu hasilnya dikonfirmasi dengan pengukuran Hall (Hall effect) menggunakan 4 buah probe untuk melihat sifat listrik dari material semikonduktor. Dari hasil pengukuran, sebuah nanopilar ZnO dapat menghasilkan hambatan spesifik sebesar 8 x 10^-2 ?cm, bila diasumsikan mobilitas dari electron sebesar 100 cm²/Vs maka akan menghasilkan konsentrasi pembawa electron sebesar 8 x 10¹⁷ cm^-3 [2]. Secara teori apabila jumlah konsentrasi pembawa elektronnya besar maka proses generasi dan rekombinasi akan sebanding dengan jumlah tersebut. Sehingga untuk menghasilkan kualitas cahaya (light diode, LD, berbasis pn junction) yang berasal dari material ZnO akan sesuai dengan yang diharapkan.

Dalam uji photonic, digunakan juga pengukuran Photoluminescence (PL) dari material ZnO/Zn(0.9)Mg(0.1)O berbasiskan quantum well (quantum well adalah representasi dari potensial sumur yang berfungsi sebagai perangkap buat electron, dapat dipelajari dengan menggunakan konsep persamaan Schrodinger dan fungsi gelombang Bloch) seperti terlihat pada gambar 4. Dalam gambar tersebut terlihat bahwa panjang gelombang dari material ZnO/Zn(0.9)Mg(0.1)O dapat menghasilkan energi foton sebesar 3.36 eV untuk kedalaman sumur (well thickness) 3 nm dan 3.35 eV dan 3.51 eV untuk kedalaman sumur 14 nm pada temperature 8 K. Pada kedalaman sumur 14 nm terdapat dua buah peak yang mengindikasikan adanya efek kuantum confinement [3]. Sebagai informasi saat ini para ilmuwan dan insinyur sedang melakukan riset untuk mengimprove teknologi semikonduktor berbasiskan material ZnO.

Material tersebut memiliki energi gap (energi antara pita valensi dan konduksi) sebesar 3.34 eV dalam temperatur ruang dan energi eksiton (pasangan electron dan hole) sebesar 60 meV. Oleh karena itu material ini diprediksikan akan menggeser kejayaan material GaN dalam aplikasi optoelektronik yang sudah establish. Secara ekonomis karena harga produksinya juga lebih kecil maka peluang ZnO semakin besar.

“Susuk” kapsul silikon serba guna untuk kelengkapan tempur tentara AS

Terobosan baru dalam teknologi untuk militer! ‘Susuk’ untuk tentara.. Penasaran?

Dalam menghadapi ajang pertempuran dalam model pertempuran di masa depan tentara AS akan diperlengkapi dengan perlengkapan bioteknologi yang berkemampuan melindunginya terhadap terjadinya cedera, infeksi, dan bahaya senjata kimia., demikian terungkap dalam suatu kajian yang berjudul “Opportunities in Biotechnology for Future Army Application” oleh Prof. Mauro Ferrari yang dimuat dalam suatu laporan yang dikeluarkan Dewan Riset Nasional AS edisi akhir Juni 2001.

Prof. Mauro Ferarri adalah profesor dari Ohio State University yang mendalami riset dalam bidang miniaturisasi instrumen kedokteran, rekayasa teknik mesin, dan ilmu bahan / material science. Selain itu ia kini menjadi direktur Biomedical Engineering Center selain sebagai salah satu direktur pelaksana riset pada Pusat Riset Jantung dan Paru pada Universitas yang sama.

Secara menyeluruh kajian Ferari menggariskan peranan vital riset bidang bioteknologi guna menyempurnakan kemampuan tempur prajurit dalam ajang pertempuran hingga memungkinkannya dapat kembali pulang kembali dengan selamat. Salah satu teknologi yang diunggulkan dalam kajian itu yaitu suatu kelengkapan medis untuk satuan tempur berupa kapsul silikon yang berukuran sangat kecil : seukuran kepala jarum pentul – dalam skala mikroskopik yang satuannya berukuran dalam hitungan micrometer atau nanometer – Kapsul tsb. ditanamkan dibawah lapisan kulit tubuh prajurit ; serupa “susuk” guna dapat memberikan pengobatan.

Kapsul tersebut dapat berperan selaku sensor yang memonitor kesehatan prajurit dan pada saat yang dibutuhkan isinya dapat dikeluarkan sebagai obat. Kapsul dirancang sedemikian rupa hingga dapat mendeteksi apabila prajurit yang sedang bertempur tengah terpapar bahaya serangan senjata biologi atau perang kimia dari pihak lawan. Kapsul kemudian dapat mengeluarkan obat penawar yang diperlukan. Kapsul itu pun dapat memuat obat antibiotik yang dapat diaktifkan apabila prajurit mengalami cedera dalam pertempuran.

Dalam rekomendasi akhir komite yang dipimpin Prof.Ferari dkk. menyarankan agar pihak Angkatan Bersenjata AS agar ;

• Bekerjasama dengan peneliti dari kalangan industri dan universitas yang tengah menjalankan riset bidang bioteknologi untuk penerapan secara komersial. Pihak Army juga diharap agar dapat ikut serta mengucurkan dana riset yang diperlukan.
• Bekerja sama dengan Pemerintah guna menemukan jalan untuk dapat melaksanakan pengembangan produk dan teknologi bioteknologi yang berpotensi demi kepentingan para prajurit tempur dalam kondisi perang masa depan.
• Lebih proaktif dalam menjawab kebutuhan masyarakat terhadap informasi mengenai aspek-aspek etika dalam penerapan bioteknologi.

Karbon nanotube dengan doping nitrogen untuk sel bahan bakar yang murah

TabungKarbon Bisa Didoping? Kalau mau tahu silahkan baca… 🙂

Tabung karbon berukuran nano (nanotubes) yang didoping dengan nitrogen memiliki potensi untuk menggantikan katalis platina yang mahal yang biasa digunakan untuk mereduksi oksigen didalam sel bahan bakar, menurut para peneliti di Ohio (Science 2009, 323, 760). Penemuan ini dapat menurunkan harga dari sel bahan bakar, yang merupakan teknologi menjanjikan namun memiliki masalah dalam pengaplikasiannya dalam skala besar seperti pada kendaraan bermotor karena harga katalis yang mahal disamping segi ketahanannya.

Nanotube yang didoping terbuat dari karbon berwarna kuning yang didoping dengan nitrogen warna biru yang mampu menggantikan katalis platina dalam fuel cells.

Sebuah tim dipimpin oleh Liming Dai dari the University of Dayton menemukan bahwa sekumpulan karbon nanotube yg tersusun vertikal, yang sebagian atom karbon digantikan dengan nitrogen dapat mereduksi oksigen dalam larutan alkali lebih baik dibandingkan katalis platina yang telah lama dipakai dalam teknologi sel bahan bakar sejak 1960an. Lebih dari itu, nanotube tidak terpengaruh oleh racun katalis berupa karbon monoksida yang terbukti mendeaktivasi katalis platina.

Dai menjelaskan penyebab utama dari aktifitas tinggi oleh nanotube berdoping nitrogen karena kemampuan menerima elektron dari atom nitrogen yang akan menghasilkan muatan positif pada atom karbon disebelahnya. Muatan ini menarik elektron dari anoda dan mendorong reaksi reduksi oksigen. “Pengungkapan peran baru dari nitrogen doping pada penelitian ini sangat penting dan dapat diaplikasikan untuk mengembangkan berbagai katalis pereduksi oksigen berbahan non logam yang efisien diluar aplikasinya dalam fuel cells” Dai berkata.

“Penemuan ini dapat memiliki efek yang mendasar terhadap upaya komersialisasi teknologi sel bahan bakar kata Yushan Yan, seorang professor teknik kimia dari the University of California, Riverside. Dia menambahkan bahwa hasil ini dapat lebih berdampak nyata jika tim Dai dapat menunjukkan hasil percobaan dalam media asam, dimana platina lebih diperlukan dalam suasana tersebut, dibandingkan dengan media basa, dimana tidak ada logam lain yang lebih efektif daripada platina pada suasana asam. Namun mengetahui bahwa platina bisa digantikan dengan katalis nonlogam baru ini sudah merupakan kemajuan yang luar biasa.