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

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

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

Kunci pada perakitan colloid

Para peneliti dari Amerika Serikat telah mengembangkan mekanisme tipe lock-and-key sederhana yang menggerakkan perakitan dengan sendirinya dari partikel colloid. Mereka mengatakan bahwa pekerjaan mereka memberikan suatu pendekatan baru dalam pembuatan mesin yang sangat kecil dengan bagian – bagian yang dapat dipindahkan.

Menurut pimpinan penelitian yaitu Stefano Sacanna dari New York University, skema perakitan tim ini sangatlah sederhana dan ‘hampir memalukan’. Alat ini berpusat pada dua tipe partikel – suatu lesungan ‘lock’ dan lingkaran ‘key’, yang sesuai satu sama lainnya guna membentuk sesuatu yang menyerupai suatu bola fleksibel dan stop kontak gabungan. ‘Ini hanyalah suatu geometri,’ kata Sacanna. ‘Interaksi antara beberapa bagian tersebut tergantung pada seberapa bagus kesesuaiannya, dan kemudian semuanya akan dating bersama – sama secara alamiah.’

Bagaimanapun, ada komponen yang lebih penting lagi – suatu polymer yang disebut depletant, dalam hal ini adalah poly(ethylene oxide), yang mempengaruhi jangkauan pendek perhatian antara kedua bagian tersebut. Sebagaimana apa yang dijelaskan Sacanna bahwa timnya memilih  polymer yang sensitive terhadap panas dimana akan mengganti ukuran dalam kaitannya terhadap pergantian udara, memungkinkan mereka mengontrol mekanismenya. Lock dan key ini melekat bersama – sama secara tak beraturan, namun jika suhunya naik, maka mereka akan terpisah. Selanjutnya mekanisme ini tidak hanya fleksibel, namun juga dapat membalik dengan baik juga.

Suatu system yang sederhana berdasarkan mekanisme lock dan key memungkinkan beberapa partikel colloidal dengan bentuk yang saling melengkapi menuju perakitan dengan sendirinya  kedalam kluster komposit dari bentuk berbeda

Kemungkinan bagian yang paling menantang dari proses ini, kata Sacanna, adalah membuat lock – nya. Para peneliti mensintesis dari 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (TPM), yang mem – polymerisasi guna membentuk kerangka luar yang keras dan berseberangan mengelilingi sekitar  inti yang mengerut. Saat inti mengalami kontraksi, kerangka ini akan melengkung seperti bola sepak yang memiliki lubang angina keluar. Tim Sacanna mengatur dengan baik property mekanikalnya dari kerangka tersebut dengan sedemikian rupa ketimbang menghancurkan semuanya bersama – sama, kerangka tersebut memperoleh suatu lesungan.

‘Saya membaca makalah ini dan berkata, “Ya ampun, ini benar – benar keren”,’ kata Charles Zukoski, seorang ahli colloid pada University of Illinois di Urbana-Champaign. ‘Aspirasi baru – baru ini dari kebanyakan tim adalah formasi sekumpulan yang teratur. Makalah ini menunjukkan suatu mekanisme.’ Dia menambahkan bahwa prinsip penggunaan depletant polymers membuka berbagai kesempatan guna membangun suatu ‘galaxy’ dari struktur baru dan fungsinya berguna.

Batasan yang ada hanyalah imajinasi, menurut Sacanna. Namun untuk sekarang ini, hal yang baru adalah pada pendekatannya dari pada aplikasi dalam kehidupan nyata. ‘Idenya adalah mendesain suatu skema perakitan yang dapat memberikan anda kebebasan dalam mendesain kluster ini  dengan suatu cara yang sederhana,’ katanya. ‘Saya kira seperti aplikasi praktis, anda dapat berpikir mengenai mendesain mesin yang sangat kecil dengan bagian – bagian yang dapat dipindah – pindah atau fleksibel.’

Dikarenakan beberapa komponennya tidak dipegang bersama – sama oleh ikatan kimiawi – hanya dengan tekanan dari depletant polymer – ini juga mungkin untuk menggambarkan pengkombinasian locks dan keys dengan permukaan bahan kimiawi berbeda, tambahnya.

Read More

Waduh,Kepolisian Everett Diserang Burung Gagak

Ilustrasi: Ist

EVERETT - Kantor kepolisian wilayah Seattle kini tengah menghadapi kasus yang tidak biasa. Mereka diserang, tapi penyerangan ini dilakukan oleh sekelompok burung gagak.
Burung-burung tersebut menyerang para polisi pada saat di tempat parkir di Kantor Polisi Everett. Burung tersebut menukik turun dan menerjang para petugas kepolisian yang hendak ke mobil maupun yang baru turun dari mobil.
Letnan Bob Johns mengatakan bahwa baru-baru ini dia diserang oleh burung agresif dan bersemangat tersebut. “Burung-burung itu seperti velociraptor (burung besar zaman purbakala),” ujarnya seperti dilansirAssociated Press, Senin (13/6/2011).
Salah seorang petugas berusaha menggunakan sirine untuk mengusir burung gagak tersebut, namun tidak berhasil. Burung-burung itu malah menghias mobil para polisi dengan kotoran mereka.
Ahli Biologi dari Departemen Lingkungan Hidup Ruth Milner mengatakan bahwa burung-burung tersebut sebenarnya hanya melindungi bayi mereka yang sedang belajar terbang. Gagak dewasa sangat protektif terhadap gagak kecil.
Dia pun mengatakan bahwa gagak merupakan hewan dengan memori yang bagus dan merupakan pendendam.
“Jika ada seorang polisi yang melakukan sesuatu terhadap burung tersebut, maka itu dianggap sebuah ancaman, burung-burung tersebut akan menganggap semua polisi adalah orang tersebut, karena menggunakan seragam yang sama,” pungkasnya.

Read More

Tahukah Kamu Mengapa Hujan Memiliki Aroma

KADANG – KADANG orang bisa merasakan wewangian, seperti wangi rumput segar yang baru dipotong, setelah hujan. Apa yang menyebabkan wangi setelah hujan?
Ada beberapa hal yang bisa menyebabakan aroma hujan. Hal yang umum adalah uap minyak yang dikeluarkan oleh tanaman, bakteri, dan bahan kimia.
Bakteri yang menyebabkan aroma hujan adalah Actinomycetes, sebuah bakteri berserabut yang hidup di tanah yang lembap dan hangat dan dapat dijumpai di berbagai negara di seluruh dunia. Ketika tanah mengering, bakteri menghasilkan spora. Ketika hujan, air yang menetes ke tanah membuat spora itu terangkat ke udara dan terhirup oleh manusia. Karena spora itu memiliki wangi yang khas, manusia yang menghirupnya pun merasakan aroma. Aroma yang dihasilkan bakteri ini akan sangat terasa ketika hujan diikuti oleh kondisi terik.
Aroma yang serupa dihasilkan oleh uap minyak yang dikeluarkan tanaman. Minyak dari tanaman itu menempel di tanah dan batu. Air hujan bereaksi dengan minyak tersebut sehingga terbawa ke udara dalam bentuk gas dan tercium oleh manusia.
Aroma khas hujan seperti ini sering dikemas dalam botol atau kaleng dan dijual sebagai pewangi ruangan.
Aroma hujan tidak selalu enak. Aroma hujan yang diakibatkan oleh asam di atmosfer menghasilkan wangi yang tidak enak. Bahan kimia hasil polusi udara yang ada di atmosfer bisa membuat hujam bersifat asam. Ketika hujan ini bereaksi dengan bahan organik atau bahan kimia lain di tanah, muncullah aroma. Reaksi dengan bensin bisa membuat aroma lebih kuat. Hujan seperti ini sering terjadi di daerah berpolusi tinggi.
Tiga materi itulah yang paling umum. Masih ada lagi penyebab-penyebab lainnya yang membuat pengalaman orang berbeda-beda dalam membaui hujan.

Read More