KARAKTERISASI KOMPONEN UTAMA MINYAK ATSIRI

HASIL DESTILASI AIR DARI DAUN SALAM (Eugenia

polyantha Wight.) SEGAR DAN YANG DICURIN

Kategori Kimia Pangan
Ancaman Arsenik Di Balik Susu Beras
Oleh Tomi Rustamiaji, S.Si
Institut Teknologi Bandung
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.

Kategori Kimia Karbon
Bensin, Cairan Penggerak Ekonomi
Oleh M. Lutfi Firdaus
Dosen Universitas Bengkulu
Di zaman modern, dengan mobilitas manusia yang sangat tinggi, bensin merupakan cairan yang sangat penting. Vitalnya bensin bagi perekonomian suatu negara sama seperti vitalnya darah bagi tubuh manusia. Tanpa bensin (dan minyak solar), dunia yang kita ketahui sekarang seperti akan berhenti berdenyut. Sebetulnya apa sih yang terkandung di dalam bensin sehingga menjadikannya sangat penting? Artikel ini akan membahas lebih dalam tentang hal ini.

Secara sederhana, bensin tersusun dari hidrokarbon rantai lurus, mulai dari C₇ (heptana) sampai dengan C₁₁. Dengan kata lain, bensin terbuat dari molekul yang hanya terdiri dari hidrogen dan karbon yang terikat antara satu dengan yang lainnya sehingga membentuk rantai.

Jika kita membakar bensin pada kondisi ideal, dengan oksigen berlimpah, maka akan dihasilkan CO₂, H₂O dan energi panas. 1 galon bensin (4,5 liter) mengandung 132 x 10⁶ joule energi, yang ekuivalen dengan 125.000 BTU (British Thermal Unit) atau 37 kwh. Jika manusia bisa mencerna bensin, maka dengan meminum 1 galon bensin ini akan sama dengan memakan 110 hamburger, tetapi kenyataannya tubuh manusia tidak memiliki enzim yang bisa mengubah bensin ini menjadi CO₂ dan H₂O, sehingga tidak bisa menyerap energi yang dikandung di dalam bensin.

Dari manakah bensin berasal?

Bensin dibuat dari minyak mentah, cairan berwarna hitam yang dipompa dari perut bumi dan biasa disebut dengan petroleum. Cairan ini mengandung hidrokarbon; atom-atom karbon dalam minyak mentah ini berhubungan satu dengan yang lainnya dengan cara membentuk rantai yang panjangnya yang berbeda-beda.

Molekul hidrokarbon dengan panjang yang berbeda akan memiliki sifat dan kelakuan yang berbeda pula. CH₄ (metana) merupakan molekul paling “ringan”; bertambahnya atom C dalam rantai tersebut akan membuatnya semakin “berat”. Empat molekul pertama hidrokarbon adalah metana, etana, propana dan butana. Dalam temperatur dan tekanan kamar, keempatnya berwujud gas, dengan titik didih masing-masing -107, -67,-43 dan -18 derajat C. Berikutnya, dari C₅ sampai dengan C₁₈ berwujud cair, dan mulai dari C₁₉ ke atas berwujud padat.

Dengan bertambah panjangnya rantai hidrokarbon akan menaikkan titik didihnya, sehingga kita bisa memisahkan hidrokarbon ini dengan cara destilasi. Prinsip inilah yang diterapkan di pengilangan minyak untuk memisahkan berbagai fraksi hidrokarbon dari minyak mentah.

Bilangan Oktan

Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara ? bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Bilangan oktan suatu bensin memberikan informasi kepada kita tentang seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin tersebut terbakar secara spontan. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.

Nama oktan berasal dari oktana (C₈), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus; oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.

Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti bensin tersebut terdiri dari 87% oktana dan 13% heptana (atau campuran molekul lainnya). Bensin ini akan terbakar secara spontan pada angka tingkat kompresi tertentu yang diberikan, sehingga hanya diperuntukkan untuk mesin kendaraan yang memiliki ratio kompresi yang tidak melebihi angka tersebut.

Zat aditif bensin

Menambahkan tetraetil lead pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin “murah” dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan lead (timbal) ini. Tetapi akibatnya adalah bumi yang kita tinggali ini diselimuti oleh lapisan tipis lead, dan lead ini berbahaya untuk makhluk hidup, termasuk manusia. Sehingga di negara-negara maju, lead sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran bensin.

Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE ini selain dapat meningkatkan bilangan oktan, juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Tetapi, belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pom bensin) dan MTBE ini masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air minum lainnya.

Masalah yang ditimbulkan bensin

Bensin yang digunakan oleh kendaraan akan menimbulkan dua masalah utama. Masalah pertama adalah asap dan ozon di kota-kota besar. Masalah kedua adalah karbon dan gas rumah kaca.

Idealnya, ketika bensin dibakar di dalam mesin kendaraan, akan menghasilkan CO₂ dan H₂O saja. Kenyataannya pembakaran di dalam mesin tidaklah sempurna, dalam proses pembakaran bensin, dihasilkan juga:

• Karbon monoksida, CO, yang merupakan gas beracun.
• Nitrogen oksida, NOx, sebagai sumber utama asap di perkotaan yang jumlah kendaraannya sangat banyak.
• Hidrokarbon yang tidak terbakar, sebagai sumber utama ozon di perkotaan.
  Berbeda dengan lapisan ozon yang berada di atmosfer atas (stratosfer) yang berguna bagi manusia dan makhluk hidup lainnya, ozon yang kontak langsung dengan manusia dan makhluk hidup ini berbahaya, karena bersifat oksidator.

Karbon juga menjadi masalah, ketika karbon dibakar akan berubah menjadi CO₂ yang merupakan gas rumah kaca. Gas rumah kaca ini akan menyebabkan perubahan iklim bumi (pemanasan global), naiknya permukaan air laut (karena es di kutub mencair), banjir, terancamnya kota-kota di pesisir pantai, dan sebagainya.

Oleh karena alasan-alasan inilah, para ilmuwan sekarang sedang berusaha untuk mengganti bahan bakar bensin dengan bahan bakar hidrogen yang lebih ramah lingkungan, karena jika H₂ ini direaksikan dengan O₂ hanya akan menghasilkan air (uap air).

Bolehkah Minum Obat dengan Susu?
Oleh Silvia Iskandar

Kita sering mendengar bahwa obat tidak boleh diminum dengan susu. Ini disebabkan karena kalsium yang dikandung dalam susu bisa membentuk ikatan dengan zat-zat dalam beberapa obat dan meghalangi penyerapan oleh lambung. Contohnya adalah tetrasiklin, zat yang biasa ada dalam antibiotik untuk obat flu.

Namun, ada beberapa obat yang justru lebih baik diminum bersama susu. Misalnya NSAID, Non Steroidal Anti Inflammatory Drug. Yang terkenal adalah aspirin dan ibuprofen. Obat-obatan yang tergolong dalam NSAID bersifat lypophylic, mudah larut dalam lemak sehingga biasanya obat-obat seperti ini dianjurkan untuk diminum dalam waktu 30 menit sesudah makan.

Alasan lainnya ialah karena NSAID menyebabkan iritasi lambung. NSAID merupakan obat pembunuh rasa sakit atau painkiller yang bekerja dengan cara menghambat terbentuknya prostaglandin. Prostaglandin sendiri adalah zat yang selalu ada dalam sel tubuh dan bekerja sebagai zat yang menyebabkan peradangan dan rasa sakit, namun juga punya tugas lain, yaitu membantu terbentuknya selaput mukosa lambung. Dengan terhambatnya prostaglandin oleh aspirin, rasa sakit dan infeksi pun hilang, namun pada saat yang bersamaan, lambung menjadi rentan terhadap iritasi karena selaput mukosanya berkurang. Oleh karena itu, obat-obat NSAID biasa diresepkan untuk diminum sesudah makan, supaya makanan yang masuk terlebih dahulu bisa melindungi dinding lambung. Bila kita tidak sempat makan, susu boleh diminum sebagai penggantinya. Di Jepang, bahkan sudah menjadi pengetahuan umum bahwa obat sakit kepala boleh diminum dengan obat sakit maag. Namun ini tidak selalu benar, karena obat sakit kepala yang kita minum belum tentu termasuk dalam golongan NSAID dan belum tentu semua obat sakit maag membantu pembentukan selaput dinding lambung.

Bagaimana dengan jus, kopi atau teh?

Sama dengan susu, jus, kopi dan teh masing-masing mengandung zat-zat seperti vitamin C, kafein dan tannin yang mungkin saja bereaksi dengan obat yang kita minum. Sementara itu, air putih netral, tidak mengandung apa-apa yang bisa bereaksi dengan obat.

Air putih akan melarutkan obat dalam lambung sehingga lebih mudah diserap. Lebih baik lagi kalau airnya hangat, proses pelarutan akan lebih cepat. Obat yang ditelan begitu saja tanpa air putih bisa menempel di suatu tempat tertentu di lambung dan menyebabkan iritasi lambung juga. Oleh karena itu, lebih baik obat diminum bersama air putih. Minuman lain seperti kopi, sebaiknya diminum satu jam setelahnya, ketika sudah tidak ada lagi sisa obat di lambung.

Kategori Biokimia
Ilmu Untuk Mencium
Oleh Tomi Rustamiaji, S.Si
Institut Teknologi Bandung
Bau mempengaruhi banyak dari tingkah laku kita, termasuk apa yang kita pilih untuk makan, siapa yang kita rayu, dan bahaya apa yang ada di sekitar kita. Namun, dibalik kepentingan dari penciuman, sedikit dari kita yang mengetahui ilmu dibalik penciuman. Kini, ilmuwan dari French National Research Institute fo Agricultural Research (INRA) di Jouy-en-Josas, Perancis, telah menggunakan teknologi mikrochip dalam laboratorium untuk memberikan sedikit pencerahan pada proses yang rumit ini.

Para ilmuwan mengetahui bahwa molekul aroma, atau odoran, terikat ke reseptor olfaktori (RO) yang berada dibawah lapisan mukus dibagian atas dari hidung. Terdapat lebih dari 350 RO yang berbeda pada manusia, dan kinerja dari kombinasi RO yang berbeda ini yang membuat kita mampu untuk mencium berbagai jenis aroma. Odoran yang terikat kepada RO membuat suatu reaksi berantai terjadi yang merubah energi pengikatan kimia menjadi sebuah sinyal elekrik saraf, dan diterjemahkan oleh otak sebagai bau.

Yang membingungkan disini adalah bagaimana mekanisme pengikatan pertama dapat terjadi. Kebanyakan dari odoran memiliki sifat hidrofobik, sementara mukus yang menyelubungi RO dalam hidung adalah cairan. Para ilmuwan telah berasumsi bahwa ada spesi lain yang terlibat untuk membantu odoran menembus lapisan mukus ini; sebuah protein pengikat odor (PPO). Namun interaksi yang melibatkan ketiga spesi ini belum pernah didemonstrasikan hingga penelitian ini diterbitkan.

Kini Jasmina Vidic, Edith Pajot-Augy dan rekan sejawat telah mengamati interaksi seperti ini. Menggunakan resonansi permukaan plasmon (RPS) para peneliti telah mempelajari pengikatan dari ketiga spesi pada sebuah sensor berbentuk cip. RPS menggunakan sinar untuk mengeksitasi permukaan plasmon (gelombang elektromagnetik pada sebuah permukaan). Osilasi mereka sangat sensitif terhadap perubahan di lingkungan, sehingga proses pengikatan dapat diamati pada cip dengan mengukur perubahan pada osilasi ini.

Seiring dengan penemuan tentang peran transpor pasif dari PPO, ilmuwan Perancis menemukan bahwa protein memiliki peran aktif dalam hidung yaitu menjaga aktivitas RO pada konsentrasi odoran yang tinggi. “Telah ada prediksi dalam arah ini”, ujar Virdic. “Namun dugaan ini belum pernah didemonstrasikan sebelumnya”.

“Skema deteksi tanpa penandaan berdasarkan RPS mulai diminati oleh para ilmuwan untuk studi berbagai macam jenis interaksi reseptor-ligan”, ujar Sabine Szuneritz, seorang ahli dari Grenoble Institute of Technology, Perancis. Dia mengungkapkan bahwa studi ini “…telah menunjukkan bahwa sensor bioelektronik RPS adalah alat ampuh untuk penyelidikan pertanyaan-pertanyaan seputar biologi makhluk hidup”

Kategori Berita
Direct Methanol Fuel Cell (DMFC)
Baterai Laptop tanpa Charger
Oleh Viko Ladelta

Direct methanol fuel cell (DMFC) merupakan salah satu dari beberapa jenis sel bahan bakar yang menggunakan membran penukar proton (proton exchange membrane (PEM)) sebagai penghubung antara reaksi di katoda dan anoda. Sesuai namanya, membran ini menggunakan metanol sebagai sumber energi. Berbeda dengan sel bahan bakar hidrogen cair, asam posfat, maupun larutan alkaline, sel bahan bakar ini langsung memanfaatkan metanol untuk menghasilkan energi. Jadi metanol tidak perlu dirubah dahulu menjadi bentuk lain sebelum dapat menghasilkan energi. Inilah yang dimaksud dengan kata-kata “direct”.

Komponen dasar dari sel bahan bakar ini adalah dua buah elektroda (katoda dan anoda) yang dipisahkan oleh sebuah membran. Uniknya, katoda langsung bertindak sebagai katalis (elektrokatalis) yang mempercepat terjadinya reaksi perubahan metanol di anoda. Katalis yang biasanya digunakan adalah Platina (Pt).

skema DMFC

Seperti terlihat pada gambar, di sisi anoda metanol dan air diinjeksikan ke dalam batch reaksi dengan kecepatan konstan. Tumbukan dengan katalis membantu terjadi reaksi konversi metanol secara katalitik menjadi proton, CO₂ dan elektron. Gas CO₂ di keluarkan dari sistem sementara proton bergerak menyeberangi membran menuju katoda yang kemudian bereaksi dengan oksigen menghasilkan air. Tumpukan elektron di anoda menghasilkan beda potensial yang memaksa elektron dari reaksi konversi tersebut mengalir dalam sebuah sirkuit arus, dipakai sebagai arus searah oleh peralatan elektronik, kemudian sampai di katoda sehingga menyempurnakan reaksi pembentukan molekul air. Jelas terlihat di sini, limbah yang dihasilkan dari bahan bakar ini adalah air dan gas CO₂ dalam jumlah yang kecil.

Kelebihan lain dalam proses sel bahan bakar metanol ini adalah efisiensi energinya yang cukup tinggi (melebihi 60%) serta panas yang dihasilkan akibat proses reaksi sangat kecil sekali. Dua faktor ini sangat penting dalam pemakaian peralatan elektronik untuk jangka waktu yang lama. Panas yang kecil menjamin keamanan dan kenyamanan pengguna selama pemakaian.

Membran penukar proton dalam DMFC memegang fungsi utama dalam efisiensi energi sel. Membran yang umum digunakan adalah Nafion? ,dibuat oleh Dupont, pemegang merk dagang nilon dan teflon yang berpusat di Amerika. Perusahaan ini merupakan produsen bahan kimia terbesar kedua di dunia dengan 60.000 karyawan.

Nafion (asam poliperfluoro sulfonat ionomer)
Nafion tergolong dalam ionomer. Ionomer berarti polimer yang memiliki sifat-sifat ionik. Monomer dari senyawa ini terdiri atas kerangka fluorokarbon yang bersifat hidrofobik dan gugus terminal berupa sulfonat yang bersifat hidrofilik. Gugus sulfonat merupakan super asam, menjamin kelangsungan transfer proton dari anoda ke katoda sementara kation dan anion lainnya tidak diizinkan lewat.

Baru-baru ini yushan yan dkk. dari University of Californias Riverside berhasil memodifikasi membran Nafion mengggunakan metoda infiltrasi. Pori-pori membran yang semula berdiameter 40 nm diperkecil menjadi 10 nm dengan cara mengisikan nanopartikel zeolit beta sintetis ke dalam pori tersebut. Pengujian selanjutnya menunjukan peningkatan permeabilitas metanol dan konduktivitas yang signifikan (hingga 40%). Semakin permeabel membrannya berarti makin sulit metanol lewat sementara proton makin mudah menyeberang H⁺ yang dihasilkan makin banyak sehingga daya tahan baterai lebih lama.

Begitu banyak kelebihan yang ditawarkan oleh DMFC. Dari segi efisinesi energi dan daya tahan jelas sel ini memenuhi syarat dipakai sebagai baterai alat-alat elektronik portabel. Densitas energi dari baterai juga dapat diatur sedemikian rupa sehingg daya keluarannya sesuai dengan kebutuhan alat elektronik bersangkutan. Ukuran baterai untuk sel ini bisa dibuat sangat kecil sehingga tidak jauh berbeda dengan baterai konvensional yang telah ada sebelumnya seperti baterai ion litium.

Adanya penggunaan metanol sebagai sumber energi alternatif ikut membantu proses penghematan bahan bakar fosil. Metanol dapat diproduksi secara massal menggunakan metoda Fisher Tropsch. Secara teoritis metanol juga memungkinkan untuk disintesis secara langsung dari karbon dioksida dan air melalui proses elektrokimia.

Yang paling menarik tentu saja proses isi ulang baterai yang sangat singkat (hanya dalam hitungan menit saja). Berbeda dengan baterai yang umum sekarang, baterai DMFC tidak memerlukan arus listrik untuk pengisian ulang tetapi cukup mengisikan metanol ke dalam baterai menggunakan sebuah filler khusus. Sekejap saja baterai dapat langsung digunakan kembali jadi tidak perlu menunggu pengecasan berjam-jam, hemat listrik dan yang terpenting aman. Hebatkan!?

Saat ini DMFC sudah mulai diaplikasikan dalam berbagai bidang. Toshiba dan Samsung misalnya, telah merintis penggunaan baterai DMFC untuk produk-produk terbaru mereka. Bahkan Toshiba sudah berhasil membuat laptop berbaterai DMFC dan akan dipasarkan mulai akhir tahun 2007 ini. Konon baterai yang memakai 1 mL metanol 99,5% tersebut dapat bertahan selama 10 jam. Wah hemat banget!!. Negara-negara maju seperti Kanada, Amerika serikat dan Jepang diperkirakan akan segera menerapkan penggunaan baterai DMFC untuk instalasi sumber energi tertentu. Negara-negara ini mengeluarkan dana yang cukup besar untuk melakukan penelitian dan pengembangan teknologi DMFC termasuk produksi metanol itu sendiri. Diperkirakan dalam beberapa tahun yang akan datang DMFC sudah lazim digunakan pada semua jenis peralatan elektronik semisal pisau cukur, laptop, handphone, walkman, mesin pemotong rumput, kendaraan bermotor, kereta api ekspress bahkan sumber tenaga cadangan untuk rumah sakit, bandara, perumahan dan stasiun kereta api.

Kategori Kimia Lingkungan
TAML si Pemakan Limbah
Oleh Hosea Saputro Handoyo
Mahasiswa Life Sciences Hogeschool van Arnhem en Nijmegen, Belanda

Sudah berapa banyak sungai-sungai di Indonesia yang tercemar limbah industri, rumah tangga, ataupun pertanian? Di Jawa Barat saja, hampir semua sungai yang mengalir sudah tidak jernih lagi airnya alias tercemar. Biodegradable detergents pun bila digunakan secara berlebihan akan tetap merusak lingkungan karena ekosistem yang ada lepas tangan. Para pakar kesehatan meyakini bahwa air yang sudah melalui proses penjernihan pun tetap memiliki kandungan polutan yang infinitesimal dalam part per million (ppm) hinggai (ppt). Walaupun sangat sedikit, kandungan polutan yang ada tetap dapat merusak proses metabolisme tubuh yang berujung pada tingkat intelektual, imunitas, reproduksi, hingga tingkat molekular genetika.

Kita boleh sedikit bersyukur bahwa perkembangan dunia kimia lingkungan yang disebut ‘green chemistry’ sudah berkembang cukup pesat. Dalam beberapa dekade terakhir misalny, Green Chemistry Institute of the American Chemical Society terus mendukung proyek-proyek yang peduli lingkungan. Salah satu proyek yang cukup berhasil adalah Carnegie Mellon University’s for Green Oxidation Chemistry. Mereka berhasil mengembangkan katalis yang bekerja seperti enzim, katalis tersebut dinamakan tetra-amido-macrocyclic ligand activators (TAML).

TAML yang bekerja bersama hidrogen peroksida (H₂O₂) mampu meniru kerja enzim tubuh manusia untuk mengurai toksin yang berbahaya seperti pestisida, pewarna tekstil, dan detergen. TAML juga mampu menurunkan tingkat polusi bau, menjernihkan air, hingga bersifat disinfektan dengan membunuh bakteri setingkat anthrax.

Saat TAML larut dalam air, hidrogen peroksida mengaktifkan TAML dengan menggantikan ligan H₂O dengan H₂O₂ pada gugus TAML. Kemudian, H₂O₂ yang tidak stabil terurai kembali menjadi H₂O menyisakan atom oksigen. Oksigen ini saling tolak menolak dengan atom besi (Fe) yang terdapat pada pusat gugus TAML. Interaksi inilah yang membuat TAML aktif dan mampu bekerja sebagaimana enzim ataupun scavenger radikal bebas yang dalam hal ini polutan. (Untuk detailnya dapat dilihat pada www.cmu.edu/greenchemistry)

TAML diyakini dapat merevolusi penggunaan klorin sebagai anti-polutan yang sudah banyak digunakan masyarakat dan dunia industri. Pada tingkat laboratorium, TAML dianggap cukup menjanjikan, tetapi pada tingkat industri lain lagi permasalahannya. TAML masih harus diuji coba kembali untuk mengobservasi efeknya pada lingkungan bila digunakan dalam jumlah yang tidak sedikit. Jangan sampai TAML justru menjadi polutan baru yang tidak teratasi lagi. Tingkat aktivasi TAML yang cukup tinggi juga ditakuti dapat merusak ekosistem yang ada sebab bakteri setingkat anthrax (Bacillus atropheus) mampu dibunuh TAML dalam 15 menit. Selain itu, biaya adalah salah satu hal yang perlu dipertimbangkan, baik biaya sintesis TAML hingga proses revolusi industri pun dapat menarik reaksi keras dari kalangan industri. Mengganti suatu aplikasi kimia pada industri tidak mudah dan murah.

Aplikasi Green Chemistry ini pun masih menyisakan suatu permasalahan tersendiri. Masyarakat yang tidak pikir panjang dengan mudah asal buang limbah dengan angan bahwa TAML dapat mengatasinya. Beberapa kalangan berikhtiar bahwa TAML dapat menjernihkan air yang tercemar dan setelah itu masyarakat dunia harus dapat berkomitmen untuk lebih cinta lingkungan. Namun, dapatkah itu terjadi?

Kategori Berita
Polymer Informatics,
Membuat Komputer Mengerti Kimia
oleh Hosea Saputro Handoyo
mahasiswa HAN University of Professional Education, Belanda

Polimer mungkin sudah tidak asing lagi di telinga para biolog ataupun kimiawan, mulai dari DNA hingga PVC. Masyarakat Indonesia mungkin lebih sering mendengar kantong plastik “kresek” dibandingkan istilah polimer itu sendiri. Polymer chemistry dalam beberapa tahun ke belakang mulai dlirik sebagai inovasi dalam anti-cancer nanomedicine seperti yang telah dikemukan Ruth Duncan (2006) dalam Nature Reviews Cancer.

Dalam sistem ilmu polimer ‘tradisional’, salah satu tantangan yang paling sering dihadapi dalam riset adalah mencari molekul yang tepat. Bukan molekulnya tetapi nama yang tepat. Untuk mencari molekul CCC=C saja misalnya;
a. CAS, American Chemists Society memberi nama 1,3-butadiene, homopolymer
b. IUPAC, memberi nama polybutadiene, poly(but-1-ene-1,4-dyl), 1,4-polybutadiene, atau poly(buta-1,3-ene)
c. Scion (DuPont) memberi nama poly-1,3-butadiene

Dapat dibayangkan, berapa banyak waktu yang harus kita gunakan hanya untuk mencari satu molekul dengan berbagai nama dalam PubChem/PubMed/ Web of Science/ bahkan Scholar Google. Perlu disadari juga polymer chemist yang ada di dunia pun pasti akan terbagi-bagi dalam ‘parpol-parpol’ ?nya masing masing-masing yang mengikuti IUPAC, CAS, atau Scion dalam publikasi mereka. Rumit sekali bukan?

Beranjak dari permasalahan ini, Dr. Nico Adams, seorang polymer chemist sekaligus informatician, berusaha untuk mempermudah hidup dari polymer chemists ataupun para peneliti yang berurusan dengan dunia polimer. Bersama timnya di Unilever Cambridge Centre for Molecular Informatics (UCCMI), beliau mulai mengembangkan sebuah sistem yang mampu “mengorganisir” dunia polimer melalui teknologi informatika. Dengan menciptakan Polymer Markup Language, UCCMI membuat sebuah ‘bahasa’ dimana computer mampu mengenali istilah-istilah polimer bahkan menyusun hingga memprediksi struktur hingga physical properties dari molekul itu.

Tidak berhenti sampai disitu, mereka pun membuat program yang diberi nama OSCAR atau Open Source Chemistry Analysis Routines (kini dalam generasi ke-3) yang mampu memindai artikel riset dan merangkum semua polimer yang ada dalam artikel tersebut dan membandingkannya dengan database. Ini akan membuat kesalahan analisis dan pencantuman data dapat dihindari secara dini. Walaupun demikian, pengawasan manusia masih diperlukan mengingat masih belum sempurnanya program ini.

Setelah Bioinformatics, kini Polymer Informatics, membuat hidup menjadi lebih mudah dengan membuat komputer mengerti kimia.

Kategori Kimia Lingkungan
Melakukan Reaksi Anorganik Ionik Pada Media CO₂ Superkritis
Oleh Tomi Rustamiaji, S.Si
Institut Teknologi Bandung
Ketika karbon dioksida dipanaskan diatas temperatur kritisnya (31^oC), pada tekanan yang lebih besar dari 72,8 atm, CO₂ akan membentuk cairan superkritis. Cairan superkritis ini memiliki sifat-sifat baik dari larutan maupun gas. CO₂ superkritis dapat digunakan sebagai pelarut dan seiring dengan waktu, kepopulerannya sebagai pelarut makin dikenal karena sifatnya yang aman, ramah lingkungan, dan murah dibandingkan dengan beberapa pelarut organik yang kini umum digunakan di dunia industri ⁽¹⁾. Sebagai contoh, CO₂ superkritis kini digunakan untuk melarutkan kafein dalam bijih kopi untuk menghasilkan kopi dengan kafein rendah (decaff coffee). Teknik lama untuk mendekafeinasi bijih kopi antara lain menggunakan berbagai pelarut organik seperti metilen klorida atau klorofom yang memiliki tingkat toksisitas tertentu. Keuntungan dari penggunaan CO₂ superkritis ialah segi pembuangan yang relatif murah dan efek lingkungan yang relatif ramah, walaupun dari segi instrumentasi jauh lebih mahal. Selain itu, dalam aplikasi praktis, beberapa masalah kondisi kerja dengan suhu diatas suhu kritis relatif sedikit karena larutan CO₂ memiliki suhu dan tekanan kritis yang lebih rendah dibandingkan dengan CO₂ murni.

Satu masalah dengan penggunaan CO₂ superkritis sebagai pelarut adalah ketidakmampuannya untuk melarutkan senyawa polar, seperti air dan senyawa ionik. Masalah ini dipecahkan dengan perancangan sebuah surfaktan, amonium karboksilat perfloro polieter (PFPE), dengan rumus umum :

F₃C-[OCF₂CF(CF₃))n(OCF₂)m]OCF₂COO-NH₄⁺

dimana n=~2 dan m=~3. Surfaktan ini adalah sebuah padatan mengkilat dengan massa molekul relatif rata-rata nya adalah 740. Surfaktan ini mampu mendispersikan air menjadi tetesan kecil dalam CO₂ cair ^(2,3). Dalam CO₂ superkritis, PFPE berperilaku menyerupai sabun dalam air, namun misel yang terbentuk berkebalikan dengan misel yang terbentuk oleh sabun dan air. Misel sabun dan air memiliki permukaan hidrofilik dan inti hidrofobik. Dalam misel PFPE dengan air, permukaan yang dibentuk adalah hidrofobik dan intinya adalah hidrofilik. Dengan PFPE, ujung hidrofilik (COO^-) dari molekul membentuk sfera (sphere) yang mengelilingi air, dan ekor hidrofobik (perfloroeter) melarut dalam CO₂ superkritis, seperti gambar dibawah.

©1997 American Chemical Society

Representasi skematik diatas menggambarkan lingkungan air dalam misel terbalik atau mikroemulsi. Mikroemulsi ini menunjukkan kemungkinan lingkungan dimana air dapat ditemukan. Air terikat atau air interfasial (Type 1) diasosiasikan dekat dengan gugus kepala ionik (direpresentasikan dengan lingkaran putih) dari molekul surfaktan PFPE. Air ruah (bulk) (Type 2) terletak di dalam inti membentuk tetes air. Lingkungan ketiga adalah lingkungan bebas air dimana ini melarut dalam ‘minyak’ atau fasa CO₂ superkritis dan tidak diasosiasikan dengan lingkungan mikroemulsi.

Dalam CO₂ superkritis, interaksi ini menstabilkan air yang tak hingga, dimana ini disebut mikroemulsi. Air dalam mikroemulsi memiliki sifat yang sama dengan air ruah, dan melarutkan senyawa polar dan ionik. Sebagai contoh, kalium permanganat (KMnO₄) tidak larut dalam CO₂ superkritik biasa, namun ia akan larut dengan adanya mikroemulsi air. Selain itu, larutan KMnO₄ ini memiliki karakteristik warna ungu dari ion permanganat dan spektrum UV-visible memiliki kesamaan dengan KMnO₄ dalam air ruah ^(2,3). Pengukuran dengan sistem elektroda pH biasa menunjukkan bahwa air di dalam mikroemulsi bersifat asam, dengan pH 3. Ini diakibatkan pembentukan asam karbonat oleh karbon dioksida dan air. Ini berarti bahwa semua reaksi dalam medium ini akan berada dalam kondisi asam, sebuah faktor yang harus diperhitungkan ketika menjelaskan studi kinetik atau kemungkinan mekanisme reaksi.

Kehadiran dari mikroemulsi memungkinkan reaksi-reaksi tertentu terjadi, dimana pada kondisi CO₂ superkritik biasa tidak akan terjadi. Sebagai contoh, natrium nitroprusida (Na₂[Fe(CN)₅(NO)] .2H₂O) larut dalam air, namun tidak larut dalam CO₂ superkritis. Hidrogen sulfida (H₂S) larut baik dalam CO2 superkritis biasa namun tidak begitu larut dalam air. Karena natrium nitroprusida tidak larut dalam CO₂ superkritis maka tidak akan ada reaksi yang tterjadi anatara kedua senyawa ini dalam CO₂ superkritis biasa. Ketika kedua senyawa ini dilarutkan dalam CO₂ superkritis dengan mikroemulsi, reaksi berikut akan terjadi yang diiringi dengan perubahan warna merah menjadi kuning :

[Fe(CN)₅(NO)]₂^- + HS^- -> [Fe(CN)₅N(O)SH]₃^-

Situasi yang sama muncul pula dengan kalium dikromat (K₂Cr₂O₇) dan sulfur dioksida (SO₂). Karakteristik kelarutan kedua senyawa ini sendiri menyerupai contoh sebelumnya secara berturutan. Ketika kedua senyawa ini diarutkan dilarutkan dalam CO₂ superkritis dengan mikroemulsi, kalium dikromat akan dirubah menjadi kromium (III) sulfat [Cr₂(SO₄)₃] ⁽²⁾. Reaksi ini tidak terjadi dalam CO₂ superkritis biasa, karena spesi-spesi ionik yang terlibat tidak larut dalam medium ini.

Kemungkinan untuk melarutkan senyawa ionik anorganik dalam CO₂ superkritis dengan mikroemulsi membuka beberapa kemungkinan untuk melakukan tipe-tipe reaksi baru dalam medium ini. Karena banyak gas seperti O₂, CO, Cl₂, SO₂ lebih larut dalam CO₂ superkritis dibandingkan media larutan biasa maka reaksi yang homogen dan efisien dapat dilakukan antara gas dan spesi ionik. Karena ini dan berbagai kemungkinan baru, maka popularitas CO₂ superkritis sebagai medium pelarut diprediksikan akan semakin meningkat ⁽⁴⁾.

Kategori Kimia Material
Mobil Bebas Cat Dapat Menjadi Tren Di Masa Depan
oleh Tomi Rustamiaji
Apa warna mobil yang paling populer pada tahun-tahun belakangan ini? Perusahaan Dupont, sebuah perusahaan cat terkemuka, melaporkan bahwa perak adalah pilihan utama di seluruh dunia, diikuti oleh putih dan hitam. Melihat kedepan, perusahaan ini meramalkan bitu dan emas akan terus meningkat popularitasnya, dan kuning akan muncul sebagai alternatif tren.

Tetapi sebuah perusahaan raksasa lainnya, General Electric, berpendapat bahwa otomotif masa depan mungkin tidak membutuhkan cat sama sekali. Cat bukan hanya membuat mobil terlihat bagus, tetapi juga melindungi panel badan logam dan komponen interior lain dari mobil dari kerusakan elemennya. Namun, mengecat eksterior mobil mahal dan proses yang menghabiskan waktu. Menghilangkan proses ini bukan hanya akan menurunkan harga pasar dari sebuah mobil, namun juga mengurangi emisi racun ke udara bebas.

Untuk alasan ini, para peneliti telah menyelidiki polimer-polimer yang dapat mengganti cat sebagai bahan pelapis eksterior mobil. Sebuah daftar ideal untuk sifat dari polimer yang diinginkan adalah

• Lapisan akhir yang mengkilap atau metalik di berbagai pilihan warna
• Anti gores
• Tahan terhadap cairan otomotif seperti bensin dan minyak rem
• Tahan terhadap temperatur ekstrim
• Tahan hingga 10-15 tahun umur pemakaian di luar ruangan

Dari semua sifat ini, hal yang paling sulit untuk didapatkan adalah kemampuan tahan terhadap cuaca, terutama kemampuan untuk menahan efek degradasi dari radiasi ultraviolet. Tapi GE mengemukakan bahwa mereka telah mengembangkan sebuah lapisan polimer, yang dinamai Sollx^TM. Produk ini memiliki ketahanan yang sama sebagai pelapis seperti ketahanan cat.

Setelah mendedahkan material ini terhadap pendedahan yang ekivalen terhadap 10 tahun sinar matahari di Florida, polimer ini mempertahan kan 95 persen dari kilapnya. Dalam tes lain, Sollx^TM sama dengan atau bahkan melebihi performa cat eksterior.

Sollx^TM ialah sejenis polimer termoplastik. Material termoplastik menjadi lunak dan dapat dibentuk ketika dipanaskan, karena rantai molekul yang bersambung bergerak dan mengijinkan adanya perubahan bentuk pada kumpulan massanya. Mendinginkan termoplastik menghentikan laju dari molekul dan memadatkan material ini. Contoh dari termoplastik termasuk diantaranya, Poly Vinyl Chloride (PVC), polikarbonat, akrilik, dan nilon. Secara spesifik, Sollx^TM ialah sejenis termoplastik amorf yang berarti rantai molekulernya diatur acak. Hampir sama seperti sepiring spagheti. Sebagai perbandingan terhadap polimer kristalin, yang memiliki struktur yang sangat teratur, polimer amorf sangat kuat dan tahan terhadap tumbukan. Tetapi, GE tidak menunjukkan formula Sollx^TM , walau ahli industri mempercayai bahwa ini sejenis polikarbonat.

Sollx^TM masih mahal untuk diproduksi, karena itu Sollx^TM akan lebih diutamakan sebagai suatu coating dibandingkan dengan plastik tahan lama. Peneliti meramalkan bahwa menggunakan produk ini akan mengurangi secara kasar harga pengecatan eksterior hingga setengahnya. GE menempatkan Sollx^TM pada produksi dengan kapasitas penuh di tahun 2001. Beberapa tahun kedepan, lapisan kilap di mobil favorit anda mungkin bukan hasil pengecatan biasa, namun polimer dengan teknologi tinggi.