Masyarakat Nanoteknologi Indonesia (MNI) menyelenggarakan acara Konferensi 100 Doktor Nanoteknologi dan Seminar Regional: Material Lanjut dan Nanoteknologi pada tanggal 27-28 Oktober 2008. Pada acara ini juga diluncurkan buku 100 Doktor Nanoteknologi yang berisi tentang profil dan riset doktor-doktor berbagai bidang nanoteknologi, antara lain: nanomaterial, energi, nanobioteknologi, nanoelektronik & divais dan nanokimia. Selain itu beberapa doktor dari bidang yang merupakan isu-isu strategis terkait nanoteknologi juga ikut menyumbangkan tulisannya, seperti bidang standardisasi dan kebijakan (policy). Acara ini akan dimanfaatkan sebagai sarana untuk mempertemukan peneliti, pengguna, industriawan, pengambil keputusan, di bidang nanoteknologi untuk tukar-menukar informasi yang diyakini bermanfaat, sehingga terwujud kerja sama untuk mencapai kepentingan bersama secara sinergi dan saling menguntungkan. Selain itu juga untuk meningkatkan kesadaran (awareness) pentingnya Nanoteknologi untuk pembangunan Indonesia , guna meningkatkan kesejahteraan, kemandirian dan kejayaan bangsa. Disamping itu akan disajikan hasil-hasil penelitian dan pengembangan maupun pemikiran para peneliti/praktisi di bidang Nanoteknologi.

Acara hari pertama dibuka oleh Dr. Nurul Taufiqu Rochman, M.Eng (Ketua MNI) yang menyampaikan pidato pembukaan dan laporan pembuatan buku 100 Doktor Nanoteknologi, yang kemudian dilanjutkan dengan key note speech oleh Prof Dr. Ir. Mochammad Munir, MS ( Direktur Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat DIKTI DEPDIKNAS RI) serta diluncurkan secara resmi buku 100 Doktor Nanoteknologi. Pada hari pertama menghadirkan pembicara tamu yaitu Prof. Che Husna Azhari (UKM, Malaysia) dan Prof. Kozo Obara (Kagoshima University, Jepang) dan dilanjutkan persentasi dari Dr. Nurul Taufiqu Rochman, M.Eng. Prof. Che Husna Azhari menyampaikan kondisi riset di Malaysia dan cara mencapai world class research group. Sedangkan Prof. Kozo Obara memaparkan potensi gas hidrogen sebagai sumber energi baru dan juga pentingnya mengenalkan nanoteknologi kepada generasi muda. Pada presentasinya, Dr. Nurul Taufiqu Rochman menyampaikan tentang status terkini nanoteknologi di Indonesia.

Dalam konferensi 100 Doktor Nanoteknologi, didiskusikan masalah-masalah yang dialami para doktor dalam riset nanoteknologi di Indonesia dan juga potensi nanoteknologi di Indonesia. Pada konferensi ini dihasilkan rekomendasi, antara lain untuk mengoptimalkan dan menginventaris infrastruktur riset yang telah ada, mengadakan pertemuan rutin untuk selanjutnya, membangun sinergi dan lebih mengoptimalkan kerjasama riset, pembahasan pembuatan kebijakan tentang nanoteknologi, dan pentingnya mengenalkan generasi muda kepada nanoteknologi.

Seminar Regional: Material Lanjut dan Nanoteknologi pada tanggal 28 Oktober 2008 merupakan seminar rutin dalam bidang advanced material (material lanjut). Peserta seminar ini berasal dari advanced material research group yang anggotanya terdiri dari peneliti-peneliti dari Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), Universitas Indonesia (UI), Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), dan juga institusi lainnya baik lembaga riset maupun universitas. Tujuan seminar ini antara lain untuk saling berbagi pengetahuan, pertukaran pikiran, dan membentuk kerjasama riset dalam bidang yang saling berkecocokan. Diharapkan acara ini akan mengakselerasi pengembangan dan penerapan nanoteknologi di Indonesia. Terakhir Diperbaharui ( Wednesday, 05 November 2008 )

Selasa, 26 agustus 2008, telah dibuka acara pelatihan nanoteknologi yang di laksanakan hari ini di PTFM-BBPT, Pusat Teknologi Farmasi dan Medika BPPT, dan akan berakhir pada tanggal 29 agustus 2009. Acara pelatihan ini adalah pelatihan nanoteknologi yang kedua kalinya diselenggarakan oleh MNI (Masyarakat Nanoteknologi Indonesia). Acara ini juga dihadiri oleh para kepala laboraturium PTFM-BPPT dan juga secara resmi dibuka oleh Dr. Rifatul Widjhati, M.Sc., Apt Direktur Pusat Teknologi Farmasi dan Medika BPPT.

Acara pelatihan ini bertujuan agar dapat memasyarakatkan nanoteknologi pada kalangan peneliti dan industri. Dr. Agus Haryono, yang menjadi salah seorang instruktur dalam pelatihan ini, mengatakan bahwa dari hasil survey respon balik di acara pelatihan pertama (25-28 maret 2008), peserta mengharapkan agar dapat praktek membuat nanomaterial. ”Karenanya, titik tekan pelatihan kami kali ini lebih pada praktek langsung, agar para peserta dapat membuat sendiri material berukuran nanometer.” Lanjut Dr. Agus menerangkan. Tercatat acara ini diikuti oleh 20 orang yang terdiri dari berbagai institusi penelitian. Peserta tampak antusias untuk mengikuti acara ini, dan besar harapan dari para peserta agar dari acara pelatihan ini dapat membantu dalam riset-riset yang sedang dijalankan.

Di masa mendatang diharapkan keterlibatan kalangan industri dalam acara-acara seperti ini dapat lebih ditingkatkan. “Kompetensi dalam bidang nanoteknologi memberikan nilai tambah pada sebuah industri, baik pada raw material, proses produksi, maupun produk yang dihasilkan. Karenanya nanoteknologi dapat meningkatkan daya saing industri dalam pasar global. Terlebih lagi saat ini kami juga sedang menyusun road map industri yang berbasis nanoteknologi bersama-sama dengan Departemen Perindustrian.” tegas Dr. Nurul Taufiqu Rochman, ketua MNI. Untuk lebih mengakselarisi kompetensi dan merespon antusiasme masyarakat akan nanoteknologi, kegiatan pelatihan ini akan rutin berjalan setiap 3 – 4 bulan. diharapkan dari kegiatan ini dapat menjadi jembatan yang baik akan informasi nanoteknogi bagi masyarakat luas.

Terakhir Diperbaharui ( Wednesday, 03 September 2008 )

Ditulis oleh Wahyu Utomo (www.jurnalnasional.com)

Friday, 12 September 2008

Merubah material kayu menjadi roti, dan layak dikonsumsi bukan hal yang mustahil dan sihir. Menurut Nurul Taufiqu Rochman (38), dengan tekhnologi nano atau rekayasa molekul nanomolekuler di mana mesin nano dapat kayu menjadi roti. Dijelaskan, bahan roti, dan bahan kayu itu sama, ada unsur utama yaitu karbon dan hidrogen. Jadi, kayu tinggal dihancurkan ke bentuk material nano dan disusun kembali dengan komposisi sesuai keinginan sehingga menjadi roti.

Sejak empat tahun lalu, Nurul sibuk mensosialisasikan teknologi nano. Nanoteknologi, yakni menghaluskan partikel hingga berukuran nano, setelah dihaluskan, kemudian partikel diaplikasikan dalam bentuk baru. “Bukan hanya kayu dari roti. Tapi juga bisa merubah arang jadi intan. Kita bisa berbuat apa saja,” kata kepada Jurnal Nasional pekan lalu.

Nanometer sendiri artinya satu per satu miliar meter, sehingga teknologi ini juga berkaitan dengan penciptaan benda-benda kecil. Nanoteknologi mencakup pengembangan teknologi dalam skala nanometer, biasanya 0,1 sampai 100 nm. Satu nanometer sama dengan seperseribu mikrometer atau sepersejuta millimeter. Istilah ini kadangkala diterapkan ke teknologi sangat kecil.

Pengertian nano teknologi adalah ilmu, dan tekhnik menyusun mengontrol atom demi atom atau molekul untuk membuat dunia baru. Objek dipecah sampai plasma, lalu dilakukan ionisasi membuat bentuk baru. “Kita bisa membuat apa saja. Ini adalah revolusi tekhnologi,” katanya menuturkan.

Nurul kembali mencontohkan, dengan nano teknologi, dapat membuat pakaian tidak perlu lagi dicuci karena tahan kotor, tahan bau, dan anti bakteri. Material nano dalam bentuk bubuk misalnya ZnO berukuran nano (satu per miliar meter -red) yang dilapiskan ke serat-serat fiber membuat tekstil menjadi berkarakter nano. “Pakaian tetap basah, dan normal. Ini diambil dari fenomena yang terjadi diatas daun talas,” katanya.

Teknologi nano sendiri banyak merujuk pada fenomena alam. Baginya tokoh spiderman bukanlah cerita fiksi belaka. Pada binatang tokek misalnya. Di setiap ujung jarinya terdapat spatula (bulu halus) sehingga membuat tokek lengket. Bulu-bulu halus ini masuk ke dalam rongga-rongga kosong di dinding, sehingga bisa membuat tokek lengket di dinding.

Peran teknologi nano dalam pengembangan teknologi informasi (IT, information technology), sudah tidak diragukan lagi. Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT.

Saat ini, sejumlah negara maju di dunia sudah mulai mengembangkan nanoteknologi. Nanoteknologi dibagi menjadi empat generasi. Generasi pertama, kata Nurul, lebih kepada pembuatan nanopartikel dan tak perlu teknologi tinggi untuk membuatnya.

Ia mencontohkan, nanopartikel ditaburkan ke dalam kandungan kosmetik seperti bedak yang melindungi kulit dari sinar matahari (UV) atau minuman suplemen yang diberi partikel nano sehingga kandungannya lebih baik. Beberapa alat pemutih kulit dari Jepang yang dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia, secara tidak sadar telah memakai produk nano teknologi.

Selanjutnya generasi kedua, sudah meningkat pada teknologi assembling dari partikel nano, misalnya teknologi nano dalam pembuatan layer monitor sehingga layar monitor menjadi terang, teknologi nano dalam pembuatan chip komputer, atau memori handphone dengan ukuran ringan namun kapasitasnya tinggi.

Sedangkan teknologi nano generasi ketiga memerlukan material nano dengan presisi yang sangat tinggi antara lain membuat suatu sistem yang dimasukkan ke dalam tubuh manusia untuk membunuh sel kanker. “Obat kanker dengan teknologi nano. Jika diminum akan langsung menuju ke pusat kanker dan langsung membunuh virusnya. Jadi, penderita kanker dapat disembuhkan dan tak perlu takut jika rambutnya akan rontok jika minum obat,” katanya menjelaskan.

Sedangkan generasi keempat yang masih merupakan mimpi adalah rekayasa molekul (nanomolekuler) di mana mesin nano bakal mampu mengubah-ubah benda, termasuk membuat kayu menjadi roti atau arang menjadi intan. Bahkan, sudah ada khayalan mesin pembuat semua jenis barang. Termasuk “khayalan gila” yaitu menciptakan manusia sungguhan. “Teknologi nano bisa membuat bangsa ini lepas dari kemiskinan. Jika pertanian atau pusat industri memakai teknologi nano. Aplikasi nanoteknologi akan membuat revolusi baru dalam dunia industri. APBN kita bisa berpuluh-puluh kali lipat,” katanya optimis.

Dirinya mencontohkan, dengan teknologi nano bisa menciptakan baja dengan kekuatan 10 kali lebih kuat dari super. Kekuatan ikatan suatu senyawa logam menjadi lebih kuat antara lain karena partikel nano itu mampu mengisi rongga antarpartikel yang berukuran besar pada senyawa tersebut, sehingga logam itu menjadi jauh lebih padat. “Ini bisa mengurangi kebutuhan biji baja Indonesia yang membutuhkan lima ton setiap tahunnya,” katanya.

Dalam pasir besi yang diekspor dari Riau ke Singapura, dinilai banyak mengandung logam langka. Oleh masyarakat sekitar dijual Rp250 sekilo. Tapi dengan teknologi nano yang sederhana dan pengolahan yang tak rumit. Pasir besi bisa diolah menjadi tinta printer dengan harga Rp250 ribu.

Mengabdi di LIPI dan kembali ke Indonesia setelah 15 tahun tinggal di Jepang bukan pilihan yang mudah. Setelah selesai program doktor di Universitas Kaghosima Jepang, pada tahun 2000 dirinya sempat mendapat tawaran menetap di Jepang dan menjadi pegawai dengan iming-iming gaji jauh lebih besar terus diterimanya, tetapi dia memilih pulang. “Saya ‘gak rela bangsa ini diremehkan. Masyarakat harus sadar teknologi. Jangan sampai jadi budak teknologi,” kata penerima Post Doctor dari Domestic Research Fellow, Japan Science and Technology Corporation (JST).

Di Jepang, temuan-temuan Nurul pada nano teknologi sangat fenomenal. Dia menemukan cara membersihkan logam berat timbal (Pb) dari kuningan dengan nanoteknologi. Dengan temuan ini, Nurul bisa membuat jutaan meter limbah kuningan di Jepang menjadi bernilai tinggi. Temuan ini dipatenkan, dengan nama Nurul tercantum sebagai penemu utama, membawahi para peneliti Jepang lainnya.

Sejak sepuluh tahun terakhir, Nano teknologi menjadi perhatian dunia. Banyak negara-negara di dunia dan dipercaya sebagai kunci untuk memenangkan persaingan global. Investasi di bidang ini pun melonjak. Pada tahun 2004, Uni Eropa (UE) telah menginvestasikan dana US$1,8 miliar di bidang ini. AS sendiri berada di urutan kedua dengan investasi US$961 juta dan Jepang di urutan ketiga dengan nilai investasi US$940 juta.

Sedangkan Indonesia baru menginvestasikan dana US$0,1 juta di bidang nanoteknologi. Angka ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan negara-negara ASEAN, misalnya, Singapura yang menginvestasikan dana US$9 juta, Thailand US$5 juta, dan Malaysia US$4 juta.

Namun, sekali layar terkembang, pantang surut. Dengan hanya membeli komponen di Glodok, Jakarta. Ia berhasil menciptakan alat pembuat partikel nano. “Seperti latihan pedang si Zorro. Fokus dan konsisten,” kata Suami dari Dr,Etik Mardiyati MEng, yang juga ayah lima anak ini.

Selain itu, untuk mengenalkan teknologi nano pada usia dini. Dirinya menciptakan Nano- Edu, paket pengajaran nanoteknologi untuk pelajar, berisi buku dan alat peraga. “Dalam waktu dekat, kita juga akan menerbitkan buku berjudul “100 Doktor Nano Indonesia,” kata Nurul.

Terakhir Diperbaharui ( Friday, 12 September 2008 )

Gas hidrogen terkompresi digunakan pada kendaraan hidrogen saat fasa awal. Honda belum lama ini meluncurkan mobil terbaru dengan bahan bakar hidrogen FCX fuel cell vehicle. Kendaraan ini menggunakan tangki hidrogen bertekanan 350 atm yang memungkinkan kendaraan berjalan sejauh 430 km.

Bila dibandingkan dengan mengkompresi gas dengan tekanan ratusan atm kedalam tangki hidrogen; atau mendinginkan gas hidrogen hingga suhu minus 252 °C untuk mencairkannya; hidrogen yang disimpan dalam bentuk padatan menjadi alternatif penyimpanan terbaik dan aman. Penelitian di bidang ini telah mengarahkan pada logam hidrida, senyawa hidrida, dan penyimpanan berdasarkan penyerapan fisis (physisorption-based storage), dimana hidrogen diadsorbsi kedalam permukaan interior dari pori-pori material. Hidrogen yang tersimpan dapat dilepaskan dengan panas, listrik, atau reaksi kimia. Banyak logam yang dapat mengabsorbsi hidrogen dengan baik.

Penyimpanan gas dalam bentuk padat bukan hanya alternatif untuk gas hidrogen, namun juga dapat digunakan untuk gas-gas penting lainnya. Karenanya teknologi penyimpanan ini menjadi teknologi yang sangat penting dengan bidang aplikasi yang sangat luas.

Dr. Russell E. Morris dan Dr. Paul Wheatley, peneliti dari University of St. Andrew di Inggris, menulis artikel tentang material nanoporous yang dapat digunakan di tiga bidang: energi, kesehatan, dan lingkungan.

Penyimpanan gas untuk energi. Tempat penyimpanan yang aman, efisien, dan ringkas masih menjadi tantangan untuk mewujudkan transportasi berbasis tenaga hidrogen. Penyimpanan hidrogen dalam material nanoporous dapat memiliki kapasitas yang lebih besar dalam menyimpan hidrogen.

Penyimpanan gas untuk kesehatan. Bidang ini didominansi oleh aplikasi dari nitro oksida. Gas yang lain seperti karbon monoksida, juga berkembang dengan cepat. Kebutuhan akan kapasitas, tidak terlalu penting bagi penyimpanan gas untuk bidang kesehatan. Lebih dibutuhkan ketepatan perhitungan akan besarnya gas yang dilepaskan pada makhluk hidup yang diberikan. Hal ini menjadi penting karena gas-gas ini cenderung beracun bila berada dalam jumlah yang besar, sementara bila dalam jumlah kecil ia menjadi kurang efektif.

Penyimpanan gas untuk lingkungan. Media penangkapan dan penyimpanan gas yang dihasilkan oleh rumah kaca, dapat mengurangi secara signifikan gas-gas yang dihasilkan. Yang paling banyak digunakan dalam bidang ini adalah carbon nanotube dan logam-logam nanoporous. Untuk media penyimpanan gas-gas di lingkungan, penelitian yang ada mengarah pada material yang memiliki kapasitas energi yang tinggi. Tantangannya disini adalah menciptakan padatan dengan banyak tempat yang memiliki energi interaksi yang tinggi.

Kesimpulannya, media penyimpanan gas dengan material nanoporous adalah bidang yang sangat menarik dan sangat penting. Tantangan yang ada adalah bagaimana merancang material yang memiliki kapasitas absorbsi yang cukup, mengontrol distribusi alirannya, dan rentang hidupnya.

Diterjemahkan secara bebas dari : www.nanowerk.com

Terakhir Diperbaharui ( Wednesday, 03 September 2008 )

Kromium heksavalen, Cr (VI), banyak digunakan oleh industri sebagai bahan pelapis yang mencegah korosi. Logam ini juga banyak digunakan oleh industri pembuatan stainless steel, welding, aplikasi cat & pigmen, electroplating, dan berbagai proses coating lainnya. Logam yang terdapat secara alami di alam ini diketahui memiliki sifat toksik dan bersifat karsinogen bagi manusia jika diinhalasi. Sebagai contoh, sebuah stasiun sistem pendinginan secara berkala akan mengaplikasikan cat anti korosi pada koil pendinginnya dan melepas limbah air yang mengandung kromium ke lingkungan.

Walaupun Cr (VI) bersifat toksik, logam ini masih merupakan bahan penting dalam industri logam hulu sebagai pengontrol korosi. Namun dampak lingkungan dan kesehatan yang disebabkannya, dan semakin ketatnya regulasi yang berkaitan, menyebabkan ilmuwan berinisiatif untuk mengembangkan sistem pelapisan generasi baru.

Material baru yang sedang dikembangkan dan digunakan industri modern mensyaratkan peningkatan sistem pelapisan yang sulit sehingga meningkatkan kinerja dan daya tahannya. Dengan semakin menurunnya kualitas lingkungan akibat faktoraktifitas industri, keramahan terhadap lingkungan merupakan aspek penting yang menjadi perhatian dalam perancangan material baru – dan Cr (VI) tentunya tidak memenuhi persyaratan tersebut. Lebih lanjut lagi, sementara pelapisan korosi konvensional hanya menjadi penghalang pasif yang mencegah interaksi spesi korosif dengan logam, pelapisan nanoteknologi di masa datang merupakan materi yang ‘pintar’, materi yang memiliki beberapa kegunaan sehingga memberi hasil berupa kemampuan memperbaiki diri sendiri.

Keseluruhan konsep mengenai material ‘pintar’ yang dapat bereaksi terhadap dampak eksternal (pH, perubahan kelembaban, atau distorsi kesatuan pelapis) dan dapat memperbaiki diri telah mendapat perkembangan yang sangat besar dengan hadirnya nanoteknologi. Struktur pelapisan multilayer skala nano, dimana komponen-komponennya terintegrasi dan saling reaktif, adalah pokok utama dalam sistem proteksi korosi yang kuat dan rumit.

Para peneliti di Jerman telah mengembangkan metode baru untuk proteksi korosi multilayer di dalamnya termasuk perlakuan awal terhadap permukaan logam dengan sonikasi dan deposisi polielektrolit (polimer dengan gugus elektrolit) serta inhibitor. Hasil dari metode ini adalah terbentuknya smart polymer nanonetwork (polimer dengan jaringan skala nano) ramah lingkungan sebagai inhibitor korosi organik.

Sistem pelapisan baru ini memiliki daya tahan yang sangat tinggi terhadap serangan korosi, kestabilan jangka panjang pada media yang agresif, ramah lingkungan dan prosedur preparasi yang mudah dan ekonomis.

Tes korosi 21 hari dalam larutan NaCl 0,1 M: pencitraan SEM dan foto plat aluminium yang tidak dilindungi dan mengalami degradasi korosi (kiri) dan plat aluminium tahan korosi yang dilapisi polielektrolit (kanan)

Pokok dari sistem baru yang diajukan ini adala pendekatan proteksi multi-level, dimana sistem yang protektif – smart multilayer – bukan hanya menjadi penghalang bagi dampak eksternal, tapi juga merespon perubahan yang terjadi pada struktur internalnya, dan dalam sistem yang sama mengkombinasikan mekanisme pencegah dan perbaikan kerusakan.

Ilmuwan-ilmuwan dari institut Max-Planck mengawali penelitian dari asumsi bahwa prosedur deposisi lapisan per lapisan (layer by layer (LbL)), merupakan solusi efektif preparasi pelapisan antikorosi yang dapat memperbaiki diri sendiri. Proses LbL meliputi penyusunan polielektrolit dan inhibitor atau nanopartikel pada substrat dengan ketepatan pada skala nano sehingga dapat terbentuk lapisan yang multifungsi.

Perlakuan awal berupa sonikasi permukaan aluminium membentuk lapisan yang seragam. Permukaan yang disonikasi terlebih dahulu memiliki sifat yang lebih baik dalam hal kebasahan, adesi, dan ikatan kimia dengan lapisan polimer pada pelapisan LbL selanjutnya. Setelah perlakuan awal, terbentuk lapisan polielektrolit dan inhibitor dengan tebal 5-10 nm dengan deposisi LbL pada paduan aluminium. Para ilmuwan terkagum dengan kemampuan lapisan polielektrolit yang hanya setebal skala nanometer dalam memberi perlindungan efektif paduan aluminium terhadap korosi. Mereka menjelaskan bahwa sifat dasar lapisan antikorosi ini secara simultan memberi tiga mekanisme perlindungan korosi: 1) pasifasi degradasi logam dengan mengontrol pelepasan inhibitor; 2) menyangga perubahan pH pada daerah korosif oleh lapisan polielektronik; dan 3) memperbaiki sendiri defek pada film akibat mobilitas konbstituen polielektrolit pada penyusunan LbL. Karena pelepasan inhibitor distimulasi oleh spesi korosif dan produk korosif, pelapisan ‘pintar’ ini memberi aktifitas perbaikan diri jangka panjang.

Metode perlindungan anti korosi ini memiliki potensi aplikasi yang sangat luas. Semua komponen (polielektrolit dan inhibitor) dapat disesuaikan untuk berbagai permukaan aplikasi. Sistem pelapisan baru ini dapat diaplikasikan dalam dirgantara, otomotif, industri maritim dan bidang lainnya yang rentan terhadap kerusakan akibat korosi, seperti pipa gas dan minyak.

Diterjemahkan secara bebas dari : www.nanowerk.com

Tumpahan kopi mampu menginspirasi ilmuwan mengembangkan aplikasi nanoteknologi. Mengapa bisa begitu?

Cairan kopi sebetulnya hampir seluruhnya terdiri dari air. Hanya di dalam air tersebut telah terkandung larutan butir-butir kopi yang sangat kecil. Pada temperatur ruang di sekitar kita, molekul-molekul air dalam gelas bergerak secara acak, dan gerakan ini membuat butir-butir kopi selalu terhantam-hantam oleh molekul air yang mengelilinginya. Karena itu, jika dilihat di bawah mikroskop, maka butir-butir kopi akan terlihat bagaikan menari liar tak beraturan. Saat kita menumpahkan cairan kopi keluar gelas, maka sekelompok butir-butir kopi juga akan ikut tertuang keluar.

Penguapan (dan Pengembunan) Air yang Kontinu

Berlawanan dengan kesalahpahaman yang umum ditemui, penguapan air dapat terjadi tanpa menunggu air mendidih terlebih dulu. Artinya, jika setetes air tertumpah dan kita biarkan begitu saja, maka setelah beberapa saat akan mengering dengan sendirinya. Bagaimana bisa?

Dalam tetesan air ini, molekul-molekul air juga menjalankan gerakan acaknya, persis seperti gerakan molekul-molekul air dalam larutan kopi yang kita nikmati. Jika sebuah molekul air kebetulan sedang berada dekat permukaan tumpahan tetesan kita, maka gerakan acaknya dapat mendorong molekul tersebut keluar dari genangan dan bergabung dengan udara di atasnya; dengan kata lain, molekul ini dikatakan menguap. Namun kadang, karena terdorong oleh gerakan acak yang sama, molekul air yang telah menguap tersebut kembali menumbuk genangan air di bawahnya untuk mengembun dan bergabung ke dalam genangan tumpahan. Proses ini berulang secara kontinu.

Aliran Air di dalam Tumpahan

Mari kembali ke tumpahan kopi kita. Ternyata, laju proses pengembunan di tumpahan kopi ini tidak merata. Di tepian tumpahan, proses pengembunan sangat jarang terjadi karena terhalang oleh permukaan meja di sekitar tumpahan. Akibatnya, penguapan di bagian tepian tumpahan menjadi jauh lebih lancar daripada proses penguapan di bagian tengah tumpahan.

Sebagai efek berikutnya, molekul-molekul air yang banyak “menghilang” menguap dari tepian tumpahan akan menarik molekul-molekul air dari bagian tengah tumpahan. Alhasil, sebuah aliran air yang rapih pun terbentuk di dalam tumpahan: aliran tersebut selalu mengalir dari bagian tengah menuju ke bagian tepian. Saat mengikuti aliran ini, molekul-molekul air menyeret serta butir-butir kopi hingga ke tepian tumpahan. Seretan yang terus menerus inilah yang akhirnya menyebabkan butir-butir kopi menjadi terkumpul di tepian tumpahan. Karena paduan antara aliran air ini (dari bagian tengah ke tepian tumpahan) dan proses penguapan (yang lancar terjadi di tepian tumpahan), maka perlahan-lahan tepian tumpahan akan menyurut ke tengah sambil terus menyusun rangkaian pola lingkaran gelap yang teratur. Pola ini lazim disebut sebagai “cincin kopi”, karena memang warna gelapnya ditimbulkan oleh timbunan butir kopi yang terkumpul di sana.

Ragam Aplikasinya

Dengan mengamati pola “cincin kopi”, ilmuwan dapat mempelajari berbagai kemungkinan aliran air yang bisa terbentuk dalam sebuah tetesan air yang menguap. Fenomena aliran ini dikategorikan sebagai fenomena mikrofluida, yaitu dinamika aliran fluida di skala sepersejuta meter.

Sementara itu, bagi para praktisi di kalangan industri, fenomena ini pun tidak kalah pentingnya. Jika aliran di dalam tetesan air tadi dapat dikendalikan dengan baik, maka kemampuan ini dapat diterapkan dalam banyak hal. Misalnya, teknik pencetakan yang menggunakan ink-jet dapat disempurnakan agar gambar yang dihasilkan menjadi lebih tajam. Atau, metode penyemprotan pestisida di atas permukaan daun, atau penyemprotan cat di atas permukaan mobil, dapat diperbaiki agar hasil semprotannya dapat tersebar dengan baik merata. Di skala yang lebih rumit lagi, aliran mikrofluida ini bahkan dapat digunakan sebagai alternatif murah-meriah untuk menyusun partikel-partikel berukuran sepersemiliar meter menjadi beragam piranti nanoteknologi.

Sabtu, 16 Februari, 2008 oleh Gea OF Parikesit

*Referensi*

http://netsains.com

http://mrsec.uchicago.edu/research/nuggets/coffee/

desain.

www.juhaerisusanto.tk