Inovasi Terbaru Menuai Hidrogen dari Air

Usaha para ilmuwan dalam mencari energi alternatif pengganti bahan bakar fosil terus dilakukan, terutama sejak memasuki abad ke-21 ini. Hingga saat ini persentase penggunaan energi alternatif masih sangat sedikit dikarenakan efektivitas dan efisiensinya yang tergolong masih kecil. Hal seperti ini juga tampak pada penggunaan bahan bakar hidrogen. Meski beberapa perusahaan otomotif seperti Ford dan Honda telah merilis mobil berbahan bakar hidrogen, pada kenyataannya penggunaannya masih sedikit. Problema ini tak lepas dari mahalnya hidrogen cair karena biaya produksinya yang dapat dikatakan tidak murah.

Hidrogen memiliki banyak kelebihan, antara lain memiliki energi pembakaran yang besar per satuan massa hidrogen dan merupakan bahan bakar yang sangat bersih karena emisi pembakarannya berupa air (H2O). Baru-baru ini, tim peneliti dari School of Chemistry Monash University Australia telah menemukan inovasi baru dalam mengubah air menjadi hidrogen lewat proses elektrofotokatalisis yang terinspirasi dari cara tumbuhan mengubah air menjadi oksigen.

Para ilmuwan di dunia mengakui bahwa bagian tersulit dari mengubah air menjadi bahan bakar adalah mengonversi air menjadi hidrogen dan oksigen. Tim peneliti yang telah mempublikasikan hasil penelitian mereka di jurnal Nature Chemistry ini berhasil membuat sistem sel konversi air menjadi hidrogen menggunakan katalis berbasis logam mangan (Mn). Katalis ini sendiri memiliki struktur molekul yang menyerupai mineral mangan birnessite [(Na0.3Ca0.1K0.1)(Mn4+,Mn3+)2O4 · 1.5 H2O].

Tim peneliti tersebut memanfaatkan tingkat oksidasi dari ion mangan, terutama mangan (II) dan mangan (IV) untuk mengoksidasi air menjadi oksigen dan hidrogen. Pemberian tegangan listrik akan mengubah mangan (II) pada birnessite teroksidasi menjadi mangan (IV). Selanjutnya pemaparan dengan cahaya matahari akan mengembalikan bentuk mangan (IV) menjadi mangan (II) sekaligus mengubah dua molekul air (H2O) menjadi satu molekul gas oksigen (O2), empat proton (H+), dan empat elektron. Selanjutnya keempat proton dan elektron tersebut bergabung menjadi dua molekul gas hidrogen (H2). Siklus katalis mangan berlangsung cepat dan voltase listrik yang dibutuhkan tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan elektrolisis langsung air menggunakan elektroda inert.

Inovasi ini terbukti menghasilkan gas hidrogen dari air secara lebih mudah dan murah. Penemuan ini diharapkan akan menginspirasi produsen bahan bakar hidrogen di dunia untuk mengaplikasikannya sehingga akan terwujud penggunaan bahan bakar hidrogen yang mengglobal.

Read More

Superhalogen: Halogen Ajaib Berkarakter Magnet

Halogen merupakan kelompok unsur dalam tabel periodik kimia yang merupakan nonlogam, sering ditemui dalam bentuk anion bermuatan satu ataupun molekul dwiatom, dan merupakan agen pengoksidasi. Sesuai dengan karakternya yang merupakan nonlogam, halogen praktis tidak memiliki karakter magnet sama sekali. Namun sebuah tim riset internasional telah menemukan suatu kelompok atom terbaru: superhalogen magnetik. Kelompok atom ini memiliki kestabilan yang tidak biasa pada ukuran spesifik dan komposisi tertentu serta memiliki karakter super pengoksidasi dan magnet sekaligus yang belum pernah ditemukan sebelumnya.

Tim riset ini terdiri dari peneliti dari berbagai perguruan tinggi di dunia, seperti Virginia Commonwealth University, McNeese State University, dan Peking University in China, serta eksperimen dilakukan  di Johns Hopkins University. Struktur superhalogen ini cukup unik dimana atom metal bukan merupakan atom pusat yang dikelilingi oleh atom halogen. Superhalogen ini terdiri dari gugus metal-halogen sebagai gugus inti dan tambahan atom halogen yang mengelilinginya.

Superhalogen ini memiliki karakter kimia yang menyerupai halogen. Golongan halogen terdiri dari unsur fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I), dan astatin (At) yang merupakan unsur radioaktif. Halogen berasal dari bahasa Yunani yang berarti “pembentuk garam”. Superhalogen yang ditemukan oleh tim riset ini terdiri dari unsur metal mangan (Mn) dan unsur halogen klorin (Cl) dengan formula empiris Mn_xCl_2x+1, dengan x = 1,2,3, dan seterusnya. Logam mangan mengemban momen magnetik yang besar sehingga superhalogen memiliki karakter magnet.

Riset yang telah dipublikasikan pada Angewandte Chemie International Edition ini dapat membuka peluang ditemukannya jenis superhalogen lain, yaitu dengan mengganti atom mangan dengan logam transisi lainnya serta mengganti atom klorin dengan atom halogen lainnya. Superhalogen ini juga memiliki karakter menarik elektron sama halnya dengan halogen membentuk ion negatif, namun jauh lebih kuat sehingga membuatnya sebagai pengoksidasi yang lebih kuat dibanding halogen.

Karakter-karakter yang dimiliki superhalogen tersebut dapat digunakan sebagai agen pengoksidasi super. Banyaknya atom fluorin atau klorin yang ada di dalam superhalogen itu juga dapat digunakan untuk melawan agen biologis semacam bakteri patogen, virus, jamur, dan lain sebagainya. Spesi kimia ini juga diprediksi akan banyak berguna dalam kimia material dan aplikasi industri.

Read More

Mengirimkan obat di gel

Para ilmuwan telah mendesain dan mnguji bahan biokompatibel yang membentuk suatu gel in vivo dan mampu dengan pelan – pelan melepaskan obat protein.

Obat protein digunakan guna menyembuhkan serangkaian luas penyakit namun efek terapi mereka terbatasi oleh sifat ketidak stabilan mereka. Obat ini sangat mudah didenaturisasikan di dalam tubuh dan mempergunakan mereka di dalam pembuluh darah atau melalui pil secara oral seringkali menyebabkan konsentrasi plasma yang keduanya baik sangat rendah memiliki efek terapi ataupun sangat tinggi serta menyebabkan toksitas. Pengiriman obat protein melalui periode waktu yang tepat guna melokalisasikan daerah yang sangat besar akan meningkatkan keuntungan terapi mereka.

Moon Suk Kim dari Ajou University, Suwon, Korea Selatan, dan timnya, telah mendesain dan gel yang menggunakan komponen biokompatibel, sodium carboxymethylcellulose dan polyethyleneimine, yang secara elektrostatis terhubung guna membentuk suatu gel pada eksposur pada keadaan psikologikal. Gel ini ditemukan sangat cukup  berpori  untuk melepaskan uji obat protein, albumen, pada perlakuan yang pelan dan terkontrol hingga 15 hari, sementara itu mencegah bahan biologikal untuk memasukinya.

Hidrogel melepaskan obat protein selama periode 15 hari

David Dunstan, seorang ahli dalam system pengiriman obat pada Melbourne University berkomentar, ‘sutau revolusi yang signifikan dalam pengiriman agen terapi sedang berkembang. Karena focus yang dapat diperhatikan telah berada pada penggunaan nanopartikel, maka metode alternatif seperti yang dilaporkan dalam pekerjaan ini menunjukkan janji yang dapat dipertimbangkan.’

Kim mengatakan bahwa ‘kita percaya hasil dari studi sekarang ini akan menyediakan pilihan baru dalam pelepasaan in vivo yang tepat dari terapi yang sangat manjur, dan menunjukkan suatu landasan eksperimental yang berguna bagi penelitian pengiriman protein di masa mendatang.’ Tim ini berkeinginan untuk melanjutkan pengujian hidrogel dengan cara yang sama dengan tujuan meningkatkan penggunaan klinisnya.

Read More

Elektrolit untuk sel solar berbasis zat warna

Para peneliti telah selangkah ke depan dalam mengatasi salah satu kunci rintangan dalam mengembangkan sel solar berbiaya murah berbasis zat warna yang dilapisi  titanium dioksida.

Dye-sensitised solar cells (DSCs) ditemukan oleh Michael Grätzel dan Brian O’Regan 20 tahun lalu, dan meliputi suatu film tipis dari titanium dioksida yang dilapisi dengan zat warna berbasis  ruthenium, dalam hubungannya dengan elektrolit redox.

Sel solar berbasis zat warna dapat menawarkan suatu alternative yang sangat murah terhadap photovoltaic berbasis silikon

Saat sistem berbasis zat warna kurang efisien dalam mengubah energi solar ketimbang sel – sel photovoltaic yang terbuat dari silikon, kelihatannya mereka berubah menjadi sangat murah untuk diproduksi dan lebih serba guna pada sejumlah aplikasinya dimana membuat mereka mempunyai prospek komersil yang atraktif.

Ketika energi sinar memasuki sel, maka akan dilepaskan suatu electron dari zat warna tersebut, yang mana masuk kedalam TiO₂ dan mendifusi suatu elektroda. Lalu, elektrolit ini mensuplai beberapa electron kembali pada zat warna untuk dihasilkan kembali. Maka dari itu, dengan menemukan suatu elektrolit yang stabil telah membuktikan suatu tantangan yang signifikan.

Elektrolit yang paling efisien telah ditemukan sejauh ini yang didasarkan pada pasangan iodide/triiodide. Oleh karena itu, hal ini menyerap suatu proporsi sinar yang secara potensial berguna dan bersifat korosif terhadap kontak listrik berbasis perak, yang menyebabkan beberapa kesulitan dalam pembuatan suatu alat yang tahan lama dan canggih. Sejumlah system yang bebas iodide telah diselidiki, namun sel – sel tersebut secara signifikan mempunyai efisiensi yang paling rendah dalam mengubah sinar menjadi tenaga listrik.

Saat ini, sebuah tim yang dipimpin oleh Grätzel, yang berada pada Swiss Federal Institute of Technology di Lausanne, telah mendemonstrasikan suatu elektrolit baru berbasis pasangan redox disulfide/thiolate dengan menggunakan 5-mercapto-1-methyltetrazole. Beberapa sel yang menggunakan elektrolit ini menunjukkan mempunyai efisiensi tenaga konversi  sebesar 6.4 persen dibawah kondisi pengujian iluminasi standar – dibandingkan dengan sistem berbasis iodide yang sama dan lebih tinggi dari pada sel – sel bebas iodide lainnya. Elektrolit ini menghidari permasalahan korosi yang dikaitkan dengan iodide dan telah meningkatkan properti optisnya.

‘Suatu efisiensi dari 6.4 persen yang diperoleh dibawah sinar matahari penuh menciptakan suatu suatu tolak ukur baru bagi iodide bebas DSCs,’ kata para peneliti, yang menambahkan bahwa pasangan redox baru ini ‘memberikan suatu jalur yang aktif dalam mengembangkan DSC yang efisien dengan properti atraktif dalam menskalakan dan aplikasi praktisnya’.

Neil Roberston, yang meneliti DSC pada University of Edinburgh di Inggris mengatakan, ‘Ini tentu saja suatu kemajuan yang sangat menjanjikian. Ini bukan saja untuk pertam kalinya bahwa beberapa alternative terhadap iodide telah dikembangkan, namun hal ini menunjukkan alternatif yang paling baik sebelumnya. Elektrolit ini merupakan permasalahan yang diketahui dalam pembuatan dan penggunaan jangka panjang dari sel – sel tersebut, sehingga hal ini sangatlah penting untuk mengalamatkan permasalahan tersbut bagi masa depan peralatan tersebut dan membuka aplikasi mereka lebih luas lagi.’

Read More

Bakterial Gula Dapat Melawan Karatan

HAMPIR SELESAI Atomis yang menekan mikroskopis menunjukkan bahwa suatu goresan pada polysaccharida yang melapisi plat baja (kiri) secara parsial kembali seperti sedia kala setelah dibasahi dengan air selama  30 detik dan kemudian dikeringkan (kanan).

Bottom of Form

Bakteri yang tumbuh pada metal mengekspos uap embun yang seringkali mensekresikan protein dan karbohidrat yang mengakselerasi korosi, namun beberapa bakteri memancarkan persenyawan yang memperlambat korosi. Peneliti ahli kimia yaitu Victoria L. Finkenstadt dan para koleganya pada USDA’s National Center for Agricultural Utilization Research, di Peoria, Ill., sekarang ini telah mengidentifikasikan tiga regangan yang menghasilkan persenyawaan yang bermanfaat tersebut dan juga menentukan  struktur persenyawaan.

Para peneliti menunjukkan bahwa tiga regangan Leuconostoc mesenteroides menghasilkan antikorosi polysaccharida yang dapat dikumpulkan dari, katanya, suatu bioreaktor, dan lalu diedarkan di air dan disemprotkan pada baja. Tipe pelapisan ini dapat diaplikasikan pada cat untuk mencegah perlengkapan metal dari perkaratan. Ataupun ini dapat digunakan sebagai suatu pengganti bagi mantel lilin setengah inci yang akhir-akhir ini digunakan untuk melindungi batangan baja selama transit, Finkenstadt mengatakan pada C&EN. Lilin tersebut haruslah dipindahkan sebelum batangan tersebut digunakan dan harus diperlakukan sebagai limbah racun karena mengandung metal berat, katanya. Pelapisan polysaccharida yang berketebalan 50- hingga 500-nm, pada satu sisi, dapat tetap berada pada metal atau digiling dengan suatu enzim guna menciptakan air gula yang tidak berbahaya.

Pelapisan ini merupakan penyembuhan dengan sendirinya, sehingga suatu goresan dapat memperbaiki dengan sendirinya sekitar 15 detik dengn bantuan pancaran air. Polysaccharida bahkan dapat melindungi daerah didekat metal yang tidak terlapisi, jadi bahkan jika suatu goresan dapat seperti sedia kala sepenuhnya, metal yang terekspos mungkin saja masih aman. Para peneliti melanjutkan untuk menilai tingkat ketahanan  bahan ini dan menentukan apakah polysaccharida dapat menghentikan korosi yang sedang terjadi.

USDA mematenkan pekerjaan ini sehingga dapat mengesahkan teknologi ini bagi beberapa perusahaan yang tertarik untuk mengkomersialisasikannya.

Read More

Antara zinc dan platinum dalam melawan penyakit kanker

Komplekses zinc baru yang menunjukkan aktifitas antikanker yang menjanjikan dapat digunakan sebagai alternative terhadap obat yang berbasis platinum, klaim ilmuwan dari Italia.

Obat yang berbasis platinum, seperti cisplatin, merupakan agen kemoterapi efektif namun mereka yang dapat menyebabkan efek samping dan tumor dapat menjadi resisten terhadap diri mereka sendiri. Komplekses anorganis baru berbasis metal seperti halnya emas dan titanium baru – baru ini telah diajukan sebagai alternative yang efektif  dalam kemoterapi. Saat ini, Daniela Pucci pada University of Calabria, telah menemukan bahwa komplekses zinc yang rendah biaya menunjukkan aktifitas antikanker yang menjanjikan.

Ion zinc(II) memiliki varietas peranan psikologi dan komplekses Zn(II) digunakan pada kebanyakan bidang biologikal, termasuk agen radioprotectif dan mimetik antidiabetis insulin namun tingkat racun dari persenyawaan berbasis zinc melawan sel kanker manusia belum terinvestigasi hungga sekarang. ‘Zinc memiliki biaya yang rendah, metal biokompatibel dengan bahan kimiawi koordinatif yang besar, yang menarik dari property photofisikal dan ini sangatlah menjanjikan bagi pengobatan kimiawi anorganis,’ kata Pucci.

Zinc dapat digunakan dalam melawan kanker

Pucci dan para koleganya mendesain dan membuat due seri komplekses Zn(II) yang berisi 4,4 dinonyl-2,2-bipyridine (bpy-9) sebagai ligand utama dan tropolones atau 1-phenyl-3-methyl-4-R-5-pyrazolones (L) sebagai ligand ancillary. Kesemta komplekses tersebut menunjukkan tingkat toksitas selektif terhadap jalur sel kanker prostate, kata Pucci. Studi ini menegaskan bahwa sifat ion inti metal sama baiknya dengan koordinasi lingkungannya yang mempengaruhi perubahan signifikan dalam aktifitas biologikal dai komplekses yang dihasilkan. ‘Keberadaan simultan dari ligand pemilinan datar disekitar  ion Zn (II) merupakan pilihan yang menjanjikan dalam memberikan komplekses non platinum baru dengan aktifitas antitumor yang bagus,’ tambahnya.

‘Penggunaan spesies Zn(II) sebagai obat antitumor sangatlah menarik minat berkenaan dengan terapi antitumor yang ada,’ komentar Francesco Fanizzi, seorang ahli pada komplekses anorganis pada University of Salento, Lecce, Itali. ‘Dikarenakan bioavailabilitas dan kemampuan koordinasi serbaguna dari Zn(II), komplekses yang berhubungan dapat menunjukkan kemampuan cytotoxic yang menarik dengan tingkat toksitas [terhadap sel yang sehat].’

Studi yang lebih lanjut diperlukan guna pemahaman yang lengkap tentang mekanisme aksi dan aktifitas struktur seluler dari komplekses zinc guna meningkatkan tingkat toksitas dan selektifitas obat – obatan, kata Pucci. ‘Tantangan yang paling penting adalah  menemukan suatu cara guna membedakan antara kanker dan sel yang sehat,’ tandas Pucci, ‘dengan kata lain guna memperoleh obat yang ditargetkan dan selektif.’

Read More

Pemindahan merkuri dengan satu cara

Menemukan dan memindahkan merkuri dari kandungan air di lingkungan sebentar ladi dapat dialukan dengan mikrosphere magnetis ‘all-in-one’yang dikembangkan oleh ilmuwan Cina.

Ion merkuri (II) merupakan bentuk yang paling stabil dari merkuri anorganis dan dikenal memiliki efek detrimental pada manusia dan lingkungan. Ini dilepaskan kedalam lingkungan dengan beberapa aktifitas meliputi pembakaran bahan bakar fosil, limbah batu baterai dan industri kimiawi. Kebanyakan dari metode baru – baru ini dalam pendeteksian dan pemindahan merkuri membutuhkan peralatan yang besar dan mahalo yang mana tidak sesuai dengan analisa lingkungan dan, pada kebanyakan kasus, ada dua proses yang dilakukan secara terpisah.

Shengyang Tao, dari Dalian University of Technology, dan beberapa koleganya telah menciptakan mikrosphere nanokomposit yang dapat mendeteksi, menyerap danmemindahkan merkuri dari air. Kemampuan untuk mengkombinasikan semua fungsionalitas tersebut pada suatu bahan tunggal sangatlah unik, kata Tao.

Merkuri dipindahkan dari contoh air dengan menggunakan mikrosphere magnetis

Tao membuat mikrosphere dengan menggunakan suatu prosedur sederhana dan bahan yang tidak terlalu mahal. Inti magnetis Fe3O4 dibungkus ke kulit dalam silika yang tidak berongga lalu kulit luar silika yang mesoporous, digabungkan dengan Rhodamine B-derifatif (suatu celupan  fluorescent), ditambahkan. Rhodamine B berperan sebagai penyelidik untuk menemukan merkuri, yang mana lalu diserap oleh kulit silika. Penerapan medan magnetis menarik mikrosphere, dengan menarik mereka dan merkuri keluar dari air.

Xing Dong, dari US magnetic material research company Steward Advanced Materials, terkesan dengan hasilnya, ‘keindahan pekerjaan mereka adalah bahwa bahan baru memiliki tingkat selektifitas tinggi dan bahan yang memuat merkuri dapat dipindah dengan sangat mudah secara keseluruhan oleh medan magnetis eksternal.’

Tao mengatakan bahwa beberapa partikel juga dapat digunakan untuk mendeteksi  to aplikasi yang potensial pada bidang medis. ‘Kita sedang berusaha untuk menggabungkan lebih dari tiga fungsi pada suatu mikrosphere untuk digunakan dalam bidang medis nano-,’ tambahnya.

Read More

Tenaga nuklir tanpa radioaktifitas

Fusi nuklir yang bebas radiasi mungkin saja dapat terjadi di masa mendatang klaim sebuah tim ilmuwan internasional. Hal ini data mengarahkan pada pengembangan produksi listrik yang bersih dan mendukung.

Disamping banyaknya solusi terhadap krisis energi yang sedang dikembangkan, fusi nuklir tetap menjadi tujuan utama sebagaimana hal ini mempunyai potensi dalam menyediakan kuantitas lisatrik yang bersih dan mendukung dalam jumlah besar. Tetapi energi nuklir akhir – akhir ini membawa efek samping yang berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan. Guna fusi tersebut mendapatkan pengakuan secara luas, maka harus mampu menghasilkan energi yang bebas radiasi namun kunci untuk masalah ini sejauh ini masih sukar dipahami, jelas Heinrich Hora pada University of New South Wales in Sydney, Australia.

Secara konvensional, proses fusi menghasilkan deuterium dan tritium sebagai bahan bakar. Bahan baker ini dimampatkan secara spheris – yang artinya pemampatan muncul dari berbagai arah – dengan penyinaran sinar laser hingga 1000 kali pada keadaan tingkat kepadatnya. Hal ini membakar bahan bakar, dengan menghasilkan atom helium, energi dan beberapa neutron yang menyebabkan radiasi. Fusi juga mungkin dilakukan dengan  hidrogen dan boron-11, serta hal ini dapat menghasilkan energi yang bersih dan tidak perlu pelepasan neutron, jelas Hora. Tetapi bahan bakar ini memerlukan jumlah energi yang sangat besar untuk memulainya dan hal ini tetap tidak populer.

Tenaga fusi nuklir belum dapat dijinakkan

Sekarang ini, sebuah tim yang dipimpin oleh Hora telah mengerjakan studi komputasional guna mendemonstrasikan bahwa teknologi laser yang baru memungkinkan memproduksi getaran energi yang pendek namun besar  dapat digunakan membakar bahan baker hidrogen/boron-11 dengan menggunakan pembakaran samping. Getaran energi laser yang tinggi dapat digunakan untuk menciptakan blok plasma yang menghasilkan berkas ion dengan kepadatan yang tinggi, yang membakar bahan baklar tanpa perlu dimampatkan, jelas Hora. Tanpa pemampatan, banyak sekali diperlukan  energi yang rendah dari pada yang sebelumnya dipikirkan sangat diperlukan. ‘Hal ini sangat mengejutkan saat kita menggunakan hidrogen-boron selain deuterium-tritium. Ini tidaklah 100 000 kali lebih sulit, tetapi hanya sepuluh kali saja,’ kata Hora.

‘Hal ini mempunyai potensi menjadi rute terbaik terhadap energi fusi,’ kata Steve Haan, seorang ahli pada fusi nuklir pada Lawrence Livermore National Laboratory in California. Bagaimanapun juga, dia juga menunjukkan bahwa hal ini masih berpotensi pada bagian ini saja, ‘ada sejumlah pekerjaan yang wajar untuk dikerjakan sebelum teknologi ini berfungsi.’

Hora sependapat bahwa pekerjaan yang lebih lanjut sangat diperlukan guna memahami sepenuhnya terhadap pendekatan radikal barunya. Hasil pekerjaannya akan bergantung pada keberhasilan berlanjut pada optik sinar laser, yang mentargetkan secara fisik dan  tenaga konversi teknologi, simpulnya.

Read More

Menekan Biaya Penggunaan Mesin Diesel

Platinum yang berbasis katalis berjeruji tipis mungkin suatu saat nanti digantikan dengan perovskit  oksida.

Suatu peningkatan terhadap katalis yang ditemukan pada mesin diesel yang hemat bahan baker dapat menciptakan teknologi bersih yang murah. Wei Li, seorang manajer proyek pada General Motors Global Research & Development, di Warren, Mich., dan para koleganya menggantikan platinum pada katalis yang digunakan untuk membersihkan gas pembuangan dari mesin diesel dengan suatu campuran palladium, yang mana empat hingga lima kali lebih murah daripada platinum, dan perovskite oksida (Science 2010, 327, 1624).

“Platinum jauh lebih mahal dari pada benda apapun pada konverternya,” kata Wei. Dia menambahakan bahawa timnya berharap untuk memvalidasi katalis baru selama beberapa tahun mendatang, tetapi “ini masih jauh untuk dilakukan sebelum teknologi ini dimasukkan kedalam peralatan baru.”

James E. Parks II, seorang pimpinan kelompok pada Oak Ridge National Laboratory yang memfokuskan pada gas buang dan katalis, mengatakan pada sebuah komentar mengenai pekerjaan dimana katalis perovskite sedang dikembangkan oleh Wei dan para koleganya sangatlah “membanggakan.” Meskipun katalis baru ini pada saat – saat ini   menggunakan palladium, perovskite oksida kemungkinan pada akhirnya “membantu mengurangi atau bahkan menghilangkan kebutuhan akan mahalnya dan langkanya kelompok metal platinum pada katalis pengontrol gas buang,” jelas Parks.

Kendaraan diesel dengan sebutan teknologi yang bersandar pada pembakaran utamanya beroperasi pada berlebihnya oksigen sehingga semua bahan bakar terpakai. Saluran buang mesin yang bersandar pada pembakaran selanjutnya berisi oksigen, yang mencegah penggunaan converter katalitis biasa dalam pembersihan komponen lainnya dari saluran pembuangan, seperti nitrogen oksida. Dalam menghadapi polutan tersebut serta karbon monoksida dan jelaga, para mekanik telah mengembangkan dua gas buang  yang dikontrol dengan teknologi, salah satunya yang menggunakan urea dan yang kedua disebut dengan bersandar pada perangkap NO_x. Katalis baru ini dikembangkan untuk perangkap yang bersandar pada NO_x, yang baru – baru ini menggunakan salah satunya berbasis platinum. Kesemua kelompok metal platinum, termasuk palladium, idealnya akan dihindarkan guna mengurangi biaya. Namun tanpa adanya palladium, katalis perovskite oksida “sangat rentan terdeaktifasi oleh sulfur, suatu kontaminen yang ada pada bahan bakar,” kata Parks. “Aktifitas oksidasi dari katalis meningkat pada saat munculnya  sulfur dengan penambahan palladium,” yang masih tergolong metal langka, namun sangat murah sekali, katanya.

Read More

Katalis baru bagi pembuangan diesel

Para peneliti di Amerika Serikat telah menunjukkan bahwa perovskites – suatu kelas campuran mineral oksida – dapat bekerja sebaik platinum pada tipe tertentu dari pengubah katalitis dalam memindahkan polutan dari pembuangan diesel. Temuan ini pada akhirnya dapat menghasilkan pengubah katalitis yang murah dan lebih sempurna bagi  mesin diesel yang tidak bergantung pada kelompok metal platinum yang mahal dan jarang.

Pembuangan kendaraan bermotor merupakan pengotor utama

Salah satu polutan utama yang perlu utuk dipindahkan dari pembuangan kendaraan bermotor adalah percampuranNO dan NO₂, selanjutnya disebut sebagai NOx, yang mana dapat diubah menjadi kurang berbahaya dengan mengurangi gasnya menjadi nitrogen. Namun dikarenakan mesin diesel bekerja ‘condong’ – artinya adanya kelebihan oksigen pada campuran bahan bakarnya – lingkungan yang kaya akan oksigen membuat langkah pengurangannya ini menjadi sulit. Salah satu solusi adalah perangkap kecenderungan nitrogen. Disini, NO dioksidasikan secara katalitis menjadi NO₂, dimana kemudian  digabungkan secara kimiawi dengan suatu alkali atau komponen alkalin bumi guna membentuk metal nitrat dan nitrit. Sekali sistem penyimpanan disturasikan maka mesin mengubah menjadi bahan bakar yang mampu terbakar, memungkinkan persenyawaan nitrogen dikurangi oleh hidrokarbon dari bahan bakar, dengan membentuk gas nitrogen yang nantinya dikelurakan.

Oksidasi NO menjadi NO₂ memerlukan suatu kalatis kelompok metal platinum, seperti apa yang dilakukan bahan bakar yang diperkaya dengan siklus reduksi, dimana hidrokarbon dioksidasikan guna menghilangkan oksigen dari pembuangan untuk memungkinkan langkah pengurangan. Beberapa metal tersebut, bagaimanapun, sangatlah mahal dan jarang. Sekarang ini, sebuah tim para ilmuwan pada General Motors Global Research and Development di Michigan telah menunjukkan bahwa beberapa katalis yang berbasis perovskite mengoksidasi La_1-X Sr_XCoO₃dan La₁-xSr_xMnO₃ dapat mengubah NO menjadi NO₂ pada simulasi pembuangan diesel yang mana sama efisiennya dengan platinum. Oksidasi tersebut, kata anggota tim yaitu Wei Li, sangatlah sederhana untuk diproduksi dan diproses serta jauh lebih murah dan lebih tahan lama pada keadaan panas ketimbang platinum.

Katalis baru ini kurang efisien pada pengoksidasian hidrokarbon dan rawan terhadap ‘keracunan sulfur’ – deaktifasian oleh keberadaan sulfur pada bahan bakarnya. Bagaimanapun juga, tim peneliti ini menemukan bahwa keberadaan palladium membantu mengatasi permasalahan tersebut.

Li mengatakan bahwa tim ini sedang bekerja untuk mengklarifikasikan secara tepat bagaimana katalis bekerja, dan sementara waktu akan memelajari kinerjanya pada pembuangan diesel yang sesungguhnya.

Justin Hargreaves, seorang ahli katalis dari University of Glasgow di Inggris, menjelaskan penelitian ini sebagai ‘suatu pekerjaan yang menarik.’ Hargreaves menambahkan bahwa, ‘Penelitian mengenai katalis perovskite yang dipelajari menunjukkan aktifitas yang lebih tinggi dari pada platinum komersial berbasis katalis dibawah kondisi signifikan secara istechnologis screening sebenarnya, seperti aplikasi sistem perovskite yang digabungkan dengan palladium untuk katalis perangakap kecondongan NOx.’

Read More

Menanggulangi Penyakit Tidur

Derifatif Pyrazole sulfonamide, seperti DDD85646 (pada gambar), mengobati penyakit tidur pada tikus.

Orang – orang yang mempunyai penyakit tidur—juga dikenal dengan African trypanosomiasis—suatu hari nanti dapat mengambil suatu kelas baru pengiobatan guna menyembuhkannya, setidaknya pada tahap awal penyakit ini.

Penyakit tidur menyebabkan 30,000 kematian tiap tahunnya saat digigit lalat tsetse yang menginfeksi manusia dengan protozoaTrypanosoma brucei. Perawatan yang ada selama ini untuk penyakit tersebut dapat mngakibatkan efek samping yang berbahaya atau membutuhkan peralatan perawatan medis yang sangat rumit yang mana sangat jarang di sub-Saharan Afrika, di sini penyakit ini sangat lazim.

Sekarang ini, suatu tim internasioanl dari 26 peneliti yang dipimpin oleh Paul G. Wyatt, seorang kimiawian dari University of Dundee’s Drug Discovery Unit, di Skotlandia, melaporkan adanaya kelas suatu obat menjanjikan yang dapat melawan parasit penyakit tidur. Persenyawaan tersebut adalah derifatif pyrazole sulfonamide yang dapat dibentuk seperti  pil dan telah menyembuhkan tikus pada infeksi tahap awalnya (Nature 2010, 464, 728).

Persenyawaan ini menghalangi suatu enzim penting yang disebut N-myristoyltransferase pada T. brucei. Enzim ini mendekorasi beberapa protein dengan molekul lemak asam myristic, yang memungkinkan beberapa protein berhubungan dengan membrane sel, dimana mereka memainkan peranan yang sangat krusial pada pensinyalan sel.

“Hal ini benar – benar menarik untuk melihat beberapa persenyawaan selektif bagi N-myristoyltransferase,” yang pada awalnya terevaluasi sebagai suatu target bagi obat antifungal, komentar Katherine Brown, seorang ahli biokimia pada Imperial College London. Studi baru ini memajukan tingkat kemungkinan dalam penggunaan  enzim sebagai suatu target bagi penyakit protozoan lainnya seperti leishmania dan malaria, tambahnya.

Pembawaan obat, khusus salah satunya dinamakan DDD85646, dapat menyembuhkan tikus pada tahap 1 infeksi—dimana, sebelum parasit menginfeksi system saraf pusat. Oleh karena itu, DDD85646 tidak dapat mengejar pathogen saat melewati hambatan darah di otak, yang menyebabkan tahap 2 dari penyakit ini, saat mereka terinfeksi maka akan menyebabkan koma yang pada akhirnya kematian.

Tim peneliti ini sekarang sedang merentangkan DDD85646 sehingga dapat melewati hambatan darah di otak dan mendapatkan beberapa keberhasilan, kata Wyatt.

“Kita juga berharap bahwa pembawaan obat baru – baru ini akan berpotensi sebagai obat ternak,” katanya. “Penyakit tidur juga mnyebabkan kerugian milyaran dollar pada bidang kesejahteraan dan penghasilan dari kematian hewan – hewan di sub-Saharan Afrika. Penyakit tidur merupakan permasalahan ekonomi, bersamaan dengan perannya sebagai penyakit manusia.”

Pengobatan akhir – akhir ini untuk penyakit tidur termasuk obat berbasis arsenic yang dinamakan melarsoprol, yang membunuh 5% pasien yang sedang menjalani pengobatan, dan juga eflornithine, yang meliputi berbagai infusi kedalam pembuluh darah selama dua jam hingga memeakan waktu dua minggu untuk perawatan serta membutuhkan perlengkapan yang berat dimana sangat sulit untuk dibuat di bagian pedesaan di Afrika, kata Wyatt.

Read More