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

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

Penyimpanan Data Berubah Menjadi Organis

Suatu system penyimpanan data berdasarkan persenyawaan azo baru dapat meningkatkan kapasitas memori bagi peralatan di masa mendatang.

Kebanyakan system memori elektronis menggunakan penyimpanan data binary, dimana data direkam dalam bentuk pita nol dan satuan. Oleh karena itu, beberapa system ternary—kebanyakan masih eksperimental—telah dikembangkan bahwa rekaman data sebgai nol, satu atau dua. Pada prinsipnya, nilai tambahan berarti bahwa suatu system ternary dapat memegang data lebih banyak ketimbang suatu system binary yang dapat lakukan  pada sejumlah ruangan yang diberikan didalam alat penyimpanan.

Saat ini, Jianmei Lu, Hongwei Gu, dan para koleganya pada Soochow University, di Suzhou, Cina, telah membuat suatu system ternary baru (J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja910243f). Para peneliti mensintesiskan persenyawaan azo dan menyelipkan di tengah – tengahnya indium tin oxide (ITO) dan elektroda aluminum. Masing – masing elektroda aluminum, bersama – sama dengan area kecil dari bahan azo dan ITO secar langsung dibawahnya, bertindak sebagai unit penyimpanan memori, serupa dengan potongan kecil individu termagnetis dimana data disimpan pada hard-drive disk.

Dengan menerapakan suatu voltase pada elektroda aluminum secara permanen mengubah tingkat kepadatan penumpukan molecular—dan dengan kemudahan apa electron tersebut mengalir—pada bahan azo dibawah elektroda tersebut. Kekuatan pada voltase yang digunakan menentukan apakah area dari lapisan azo tersebut berakhir pada rendah-, medium-, atau keadaan konduktifitas yang tinggi, berkesesuaian dengan nol, satu atau dua secara berturut – turut.

Prototipe dari Lu dan Gu merupakan alat yang “ditulis sekali, dibaca berkali – kali” yang berguna bagi penyimpanan data permanen. Para peneliti sedang mencari bahan baru yang memungkinkan data dapat dihapus dan ditulis kembali.

Bukti konsep dari alat ini adalah pertama – tama pada realibilitas molekul organis yang memberikan tiga perbedaan, keadaan yang dapat diganti secara elektris terhadap penyimpanan memori yang tidak dapat dihapus, menurut ilmuwan material dari University of Pennsylvania yaituRitesh Agarwal. Kelompok Agarwal sebelumnya mengembangkan system penyimpanan data ternary yang dapat dihapus berdasarkan pada bahan anorganis yang merubah konduktifitas sebagai suatu medan listrik yang merubah persenyawaan dari suatu amorphous menjadi keadaan kristalin dan kembali lagi (Nano Lett. 2008, 8, 2056).

Read More

Pemasangan yang dapat melawan kanker

Para peneliti dari University of Bath, Inggris dan kolaborator mereka telah mendemonstrasikan suatu pendekatan yang baru terhadap desain obat  antikanker yang mengkombinasikan frgamen aktif dari dua agen antikanker yang diketahui  dimana bekerja dengan cara yang berbeda guna membunuh sel – sel kanker. Dalam pelaksanaannya, Barry Potter beserta timnya telah menemukan suatu famili persenyawaan baru yang dapat bekerja lebih efektif dari pada kedua molekul indukannya sementara itu juga mengatasi berbagai macam kemunduran mereka.

Obat ‘chimeric’ baru ini menggabungkan bagian – bagian dari agen antikanker yaitu 2-methoxyestradiol dan colchicine. 2-Methoxyestradiol merupakan agen antitumor yang efektif namun cepat termetabolisasi di dalam tubuh, sedangkan colchicine merupakan molekul yang bertenaga dimana dapat menghentikan sel – sel pembagi bersifat kanker, akan tetapi penggunaannya dibatasi karena potensinya yang rendah dibandingkan dengan tingkat toksitasnya.

Chimeras merupakan binatang yang mempunyai dua atau lebih populasi berbeda dari beberapa sel yang berbeda secara genetis, sama dengan desain dari obat chimeric

Segera setelah kunci fitur dari kedua molekul obat tersebut dikombinasikan, para peneliti menambahkan suatu kelompok sulfamoyl guna meningkatkan tingkat bioavailabilitas obat tersebut. Dalam pelaksanaannya, Potter telah menghasilkan struktur obat ‘chimeric baru yang menunjukkan aktifitas in vitro yang meningkat melawan beberapa jalur sel – sel kanker prostate dan kanker payudara – pada satu kasus, pembuatan suatu obat dimana 30 kali lebih aktif melawan sel kanker prostate dibandingkan dengan 2-methoxyestradiol.

Nick Lawrence, seorang ahli pada pengembangan obat antikanker baru pada University of South Florida di Tampa, Amerika Serikat, berkomentar bahwa ‘hal ini merupakan suatu pendekatan yang bagus terhadap pengembangan microtubule disruptor baru. Kombinasi dari beberapa fitur structural yang diambil dari agen steroidal baru dan dari agen colchicine pengikat archetypal tubulin sangatlah membangkitkan minat. Bahwasannya hal ini mengarahkan pada suatu persenyawaan yang memiliki efek antitumor yang signifikan adalah sangatlah menjanjikan.’

Dengan melihat masa mendatang tim dari Potter berencan untuk menyelidiki keampuhan dan potensi in vivo dari persenyawaan chimeric tersebut. Ketika ditanya jika dia merencanakan untuk menggunakan strategi desain obat chimeric ini terhadap target obat yang lainnya, Potter merespon dengan ‘ini merupakan strategi yang menarik dengan potensi yang meluas secara signifikan, namun seperti halnya pada penemuan obat baru bahwa adanya suatu tingkatan keberuntungan.’

Read More