Nanoteknologi dan Nanomaterial – Potensinya untuk Meningkatkan Regenerasi Jaringan

“Jika saya ditanya mengenai bidang mana dari ilmu dan teknologi yang kemungkinan besar akan menghasilkan terobosan – terobosan besar masa depan maka akan saya jawab ilmu dan rekayasa pada skala nano”. (Neal Lane, seorang penasehat presiden Amerika dalam ilmu dan teknologi).

Perkembangan dunia kedokteran melahirkan dua disiplin ilmu baru yakni Teknik Jaringan (Tissue Engineering) dan Kedokteran Regeneratif (Regenerative Medicine). Dua disiplin ilmu tersebut fokus pada pengembangan subtituen biologis dalam mengganti, memulihkan, mempertahankan, atau meningkatkan jaringan yang rusak dan fungsi organ. Dalam berapa dekade terakhir, teknik jaringan dan kedokteran regeneratif adalah dua disiplin ilmu yang sangat menjanjikan dalam dunia pengobatan dan kedokteran. Namun, penelitian lebih lanjut masih perlu dilanjutkan untuk menyediakan bahan-bahan alternatif yang tepat guna sehingga dapat memecahkan masalah yang terkait dengan implan tradisional.

Nanoteknologi, atau penggunaan nanomaterial, berpotensi untuk menjawab permasalahan yang terkait dengan implan tradisional, karena hanya bahan-bahan nano yang dapat meniru sifat permukaan (termasuk topografi, energi, dll) dari jaringan alami di dalam tubuh manusia. Untuk alasan ini, selama dekade terakhir, Nanomaterial telah disorot sebagai kandidat yang potensial untuk meningkatkan bahan rekayasa jaringan tradisional. Yang terpenting, upaya ini telah menyoroti bahwa Nanomaterials menunjukkan superior cytocompatible, mekanik, sifat listrik, optik, katalitik dan magnetik dibandingkan dengan bahan konvensional untuk implant. Sifat unik Nanomaterials inilah yang telah membantu dalam meningkatkan pertumbuhan jaringan.

Dengan semakin meningkatnya populasi dunia, ada kebutuhan besar dalam setiap tahunnya untuk implan biomedis yang dapat memperbaiki jaringan yang rusak. Namun, jaringan pengganti konvensional seperti autograft dan allograft memiliki berbagai masalah yang tidak bisa memuaskan kebutuhan pasien. Berbeda dengan hal tersebut, dikarenakan jaringan alami atau organ yang nanometer dalam dimensinya dan sel-sel secara langsung berinteraksi dengan menciptakan struktur nano extra-cellular matrices (ECM), fitur biomimetik dan sifat physiochemical, maka nanomaterials memainkan peran kunci dalam merangsang pertumbuhan sel serta regenerasi jaringan.

Nanomaterial dapat didefinisikan sebagai benda yang memiliki ukuran antara 1 － 100 nm. Secara geometris, nanomaterial dapat dimasukkan dalam material berdimensi rendah (dibawah 3). Karena ukuran yang sangat kecil maka secara umum karakteristik dari material nano adalah: kecil, ringan, properti unggul, dan cerdas.

Keuntungan Biomemimetik dari Nanomaterial – (A) Hierarki Pembentukan Diri dalam Struktur Nano pada tulang. (B) Nanophase titanium (atas) dan nanokristalin HA / HRN hidrogel perancah (bawah)
 (C) Ilustrasi skematik dalam mekanisme regenerasi tulang dimana Nanomaterials bisa lebih baik dibanding bahan konvensional. Permukaan bioaktif Nanomaterials meniru tulang alami untuk menghasilkan jumlah yang lebih besar dari adsorpsi  protein dan lebih efisien merangsang pembentukan tulang baru dibandingkan bahan konvensional.

Sumber :

Lijie Zhang danThomas J. Webster. 2008. Nanotechnology and nanomaterials: Promises for

improved tissue regeneration. Science Direct.

http://materialcerdas.wordpress.com/teori-dasar/pengantar-nanomaterial/ diakses pada tanggal 29Agustus 2012

Read More

Potensi Kelapa Sawit dan Hubungannya dengan Krisis BBM melalui analisa perhitungan

Krisis BBM, frase inilah yang sangat populer di abad ke 21 ini. Hampir setiap orang membicarakannya, termasuk tulisan ini yang nantinya akan mengupas sedikit tentang krisis BBM dan solusinya.

Krisis BBM adalah permasalahan utama yang dihadapi oleh semua negara di dunia, termasuk Indonesia. Ketersediaan BBM bahkan diprediksikan akan habis pada 18 tahun ke depan (hanya berupa prediksi). Hal ini disebabkan tingginya tingkat konsumsi bahan bakar minyak dunia dan semakin menipisnya persediaan sumber daya alam di bumi (kalau ini semua sudah tahu, bahkan anak SD yang belajar tentang IPA juga sudah tahu).. BBM yang berasal dari fosil merupakan bahan bakar minyak yang tidak dapat diperbaharui, apabila tidak dilakukan penggantian atau konversi bahan bakar fosil, maka akan terjadi krisis energi dunia. Hal yang mengerikan untuk dibayangkan.

 Mengenai pernyataan diatas, dipertegas dalam grafik berikut, dimana Indonesia pada awalnya adalah negara pengekspor minyak (negara kaya), tetapi kemudian karena bumi berputar,pada tahun 2003 Indonesia menjadi negara pengimpor minyak.

Gambar 1. Grafik Perbandingan Produksi dan Konsumsi Minyak Harian Indonesia

(sumber : BP Statistical Review of World Energy 2011)

Di lain pihak, produksi minyak sawit di Indonesia menduduki peringkat 1 di dunia sejak tahun 2009, yakni menyediakan sekitar 57% minyak kelapa sawit untuk dunia. Kini produksi minyak sawit Indonesia mencapai 22,5 juta ton pada 2010 dan diperkirakan akan naik hingga 40 juta ton pada 2020. (sumber:lipi.go.id).

Gambar 2 - Grafik Produksi CPO pertahun

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah salah satu bagian dari buah kelapa sawit yang tidak dimanfaarkan. Dengan asumsi 1 ton CPO (crude palm oil) menghasilkan sekitar 1,1 ton TKKS. Per tahunnya Indonesia menghasilkan 18 juta ton CPO (data 2009), artinya sekitar 20 juta ton TKKS dihasilkan per tahun. Sedangkan diperkirakan 1 ton TKKS bisa menghasilkan 150 liter bioetanol.(Sumber = Gloria Samanta 2011)

Mohon bersabar dalam membaca tulisan dibawah, ada perhitungannya dikit :

Mengacu pada gambar 1, jika rata-rata kebutuhan minyak Indonesia dalam satu hari adalah 1,3juta barrel perhari, maka kebutuhan minyak dalam satu tahun adalah 1.300.000 x 365 (jumlah hari dalam setahun) x 159 (konversi barel ke liter) = 75.445,5 juta liter.

Sedangkan menurut gambar 2, jika produksi CPO dalam satu tahun adalah 20juta ton maka bioetanol yang dihasilkan adalah 20.000.000 x 150 (1 ton TKKS = 150 liter bioetanol) = 3.000 juta liter. 

Jadi, persentase minyak yang dihasilkan oleh TKKS adalah (3000/75445,5) x 100% = 3,976 %

Hasil ini masih jauh dari 100%. Jadi kesimpulannya adalah potensi kelapa sawit Indonesia yang nomor 1 di dunia belum mampu menggantikan peranan BBM.

Read More

RAT KOPMA "dr. Angka" ITS 2011-2012

 

Di dunia ini tidak ada yang ABADI, begitu pula kepengurusan KOPMA (Koperasi Mahasiswa) "dr. Angka" ITS. Suksesi kepengurusan diperlukan demi tetap eksisnya suatu organisasi. Berikut laporan jalannya rapat anggota tahunan (RAT) KOPMA "dr. Angka" ITS 2011-2012.

Bertempat di gedung D3 Teknik Mesin ITS, RAT dilakukan selama dua hari lamanya. Pada hari pertama tidak banyak yang bisa diceritakan, karena acaranya berupa pembacaan dan pemaparan pertanggung jawaban setiap mantan direktur.

Hari kedua, barulah pemaparan visi dan misi CADIRUT (calon direktur utama). Visi dan Misi cadirut berbeda antara satu dengan yang lainnya, tetapi esensinya adalah menjadikan KOPMA "dr. Angka" ITS lebih baik dan terdepan dalam kewirausahaan mahasiswa,

Para cadirut memaparkan visi dan misinya

Setelah presentasi visi dan misi cadirut, dilakukan sesi tanya jawab. Tanya jawab berlangsung dengan seru dan menegangkan, mengapa? karena pertanyaan-pertanyaan yang dilontarkan oleh audiens berusaha untuk menguak kepribadian yang sesungguhnya dari para cadirut.

Akhirnya, sesi tanya jawab yang telah berlangsung cukup panjangpun selesai, tibalah pada acara INTI yakni proses pemilihan  direktur utama KOPMA "dr. Angka" ITS 2011-2012. Dalam pemilihan  tersebut dilakukan dua proses, yakni :

1. Musyawarah anggota, tetapi dari proses ini tidak dicapai kata kesepakatan dan mufakat sehingga dilakukan opsi kedua.
2. Pemilihan umum (voting) yakni dengan mencontreng seperti pemilihan umum presiden NKRI.

Mantan Direktur Utama  (Direktur Utama Kopma 2011-2012) melakukan penyontrengan

Sebelum pencontrengan dilakukan, ada audiens yang bertanya perihal jumlah suara apabila ada beberapa calon yang memiliki jumlah suara  hampir sama. Hal ini dipertanyakan mengingat apabila pada pemilihan presiden dilakukan kuarter kedua apabila ada beberapa capres yang memiliki jumlah suara yang hampir sama.

Ternyata hal yang dipertanyakan benar-benar terjadi,  ada dua calon direktur utama yang memiliki jumlah suara  hampir sama.

Perhitungan suara cadirut yang sangat menegangkan

Suasana pun menjadi panas, karena audiens yang merasa pertanyaannya tidak diindahkan oleh pimpinan sidang RAT menolak hasil keputusan pemilu. Sedangkan pimpinan sidang RAT mengira yang tadi dimaksud oleh penanya bukanlah demikian, tetapi yang dimaksud adalah dilakukan pemilu ulang apabila suaranya persis sama.

Kemudian hasil RAT juga ditolak oleh 2 orang audiens lain dengan alasan yang sama. Akhirnya setelah melalui pertimbangan panjang, dilakukan mediasi oleh pengurus lama kepada 3 orang yang menolak hasil pemilu.

Mediasi oleh pengurus lama. Suasana memanas karena terjadi miskomunikasi

Akhirnya setelah melalui proses yang panjang, keputusan dikembalikan kepada cadirut apakah akan dilakukan pemilihan ulang atau tidak. Ternayata cadirut sepakat untuk menerima hasil voting, dan dilakukanlah pengangkatan kepengurusan baru KOPMA "dr. Angka" ITS 2012-2013 pada pukul 23.15 WIB. (Dapat dibayangkan betapa alotnya proses pemilihan yang dilakukan dari pukul 19.00 WIB hingga 23.15 WIB).

Kepengurusan KOPMA 'dr. Angka' ITS periode 2012-2013

Semoga kepengurusan baru KOPMA "dr. Angka" ITS 2012-2013 mampu membuat KOPMA menjadi semakin jaya.

Vivat KOPMA !
Jayalah KOPMA,
Jayalah KOPMA,
Jayalah KOPMA "dr. Angka" ITS.

Read More

KERJA DALAM TERMODINAMIKA

Kerja didefiniskan sebagai hasil kali faktor intensitas (gaya, tekanan, dan lain-lain) dengan faktor kapasitas. Macam-macam kerja yang sering dipakai dalam termodinamika adalah kerja mekanik, kerja listrik, kerja ekspansi, dan lain-lain.

Pada kerja ekspansi, jika terdapat perubahan volume Δ V dari sistem, maka kerja yang akan dilakukan oleh sistem sama dengan P . Δ V, sehingga dW= P . dV. Pada gas, usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.

W = p∆V= p(V2 – V1)

 Terjadinya perubahan tenaga secara simultan dalam sistem dan disertai kerja terhadap sekelilingnya tersebut, akan timbul suatu sifat termodinamika yang disebut entalpi dengan notasi H. Hubungan besaran dengan kerja dan energi adalah:

    H  =  E + W   

    H  =  E + PV

    ΔH =  ΔE + Δ(PV)

Jika pada tekanan tetap, maka Δ(PV) sama dengan P.ΔV dan ini merupakan jumlah kerja yang dilakukan terhadap sekeliling oleh perubahan volume (ΔV). Jadi pada tekanan tetap

    

ΔH  =  E + P.ΔV

 atau    ΔE  =  H  - P.ΔV

Substitusi persamaan ΔE  =  q – W ke persamaan tersebut, didapat:

    

ΔH  =  q

Kenaikan entalpi sama dengan panas yang diserap oleh sistem pada P tetap. Berdasarkan hal ini H sering dinyatakan sebagai kandungan panas dari sistem. Jika panas ditambahkan ke dalam sistem pada P tetap, maka sebagian besar dari panasnya akan digunakan untuk menaikkan tenaga dalam sistem tersebut dan sisanya digunakan untuk melakukan kerja terhadap sekitarnya.

Dalam analisis termodinamika, perlu adanya suatu konsep yang disebut reversible (reaksi termodinamika reversible). Walaupun di alam tidak mungkin ada proses yang reversible, tetapi secara teoritis dan praktis artinya cukup penting. Proses reversible adalah proses dimana kerja yang terjadi dilakukan oleh gaya gerak yang hanya berbeda sangat kecil (invinitesimal) terhadap gaya yang melawannya.

Kerja yang dilakukan sistem akan semakin besar bila tekanan luar yang harus dilawannya semakin besar. Kerja maksimum akan dilakukan sistem pada saat tekanan kuar sedikit lebih kecil dari tekanan sistem (tekanan gas). Bila tekanan luar sama dengan tekanan sistem maka tidak akan terjadi pengembangan lagi, apabila tekanan luar lebih besar dari pada tekanan sistem, tentunya sistem tidak akan melakukan kerja, justru akan dikenai kerja (terjadi pemampatan). Jadi untuk proses reversible, dapat disimpulkan sebagai :

1.    Proses yang menghasilkan kerja berguna secara maksimal

2.  Proses yang setiap saat dapat dikembalikan ke keadaan semula hanya dengan mengadakan sedikit perubahan kondisi luar

Jelas bahwa konsep ini amat penting, proses reversible akan membatasi besar kerja maksimum yang dapat dilakukan oleh suatu sistem.

Tanda yang disetujui untuk transfer energi oleh kerja adalah;

1.    Kerja diberikan oleh sistem adalah positif

2.    Kerja diberikan pada sistem adalah negatif

•    Proses Adiabatik

•    Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U).

•    Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai  

•    Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

•    Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.

Grafik Proses Kerja

Mula-mula gas ideal menempati ruang dengan volume V dan tekanan p. Bila piston mempunyai luas penampang A maka gaya dorong gas pada piston F = pA.

Dimisalkan gas diekspansikan (memuai) secara quasistatik, (secara pelan-pelan sehingga setiap saat terjadi kesetimbangan), piston naik sejauh dy, maka usaha yang dilakukan gas pada piston :

dW  = F dy

       = p A dy

A dy adalah pertambahan volume gas,

dW = p dV   

Bila volume dan tekanan mula-mula Vi dan pi  dan volume dan tekanan akhir Vf  dan pf , maka usaha total yang dilakukan gas adalah Integral dari P gas dengan batas-batasnya.

Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif.

Kerja yang dilakukan gas pada saat ekspansi dari keadaan awal ke keadaan akhir adalah luas dibawah kurva dalam diagram pV.

Tampak bahwa usaha yang dilakukan dalam setiap proses tidak sama, walaupun mempunyai keadaan awal dan keadaan akhir yang sama.

    “Usaha (kerja) yang dilakukan oleh sebuah sistem bukan hanya tergan-tung pada keadaan awal dan akhir, tetapi juga tergantung pada proses perantara antara keadaan awal dan keadaan akhir”.

Fasilitas copy, ctrl + a, ctrl + c, dan klik kanan telah dimatikan (disable),

apabila hendak menyalin dan mendapatkan postingan ini

silahkan mendownload

Read More

Ebook KIMIA DASAR

Ebook KIMIA DASAR dalam Bahasa Inggris (gratis) (Cliff Study Solver 450 halaman)

(catatan, klik SKIP ADS pada pojok kanan atas)

Read More

10 Teori Sains yang Salah

Ada beberapa kesalahapahaman dalam implementasi ilmu pengetahuan di publik yang perlu untuk dikoreksi kebenarannya. Berikut ada kira-kira 10 miskonsepsi tentang sains yang beredar di masyarakat.

1. Water IS blue, not just because of the sky

(Air bewarna biru tidak dikarenakan hanya refleksi dari langit)

Banyak yang percaya bahwa danau dan laut berwarna biru "Hanya" karena mereka merefleksikan langit biru. Sebenarnya air tampak biru karena mereka benar-benar biru. Molekul air menyerap cahaya, dan mereka menyerap frekuensi warna merah lebih banyak dibandingkan frekuensi biru, sehingga frekuensi biru tampak dipermukaan. Efek nya kecil, jadi warna biru menjadi terlihat lebih jelas saat mengamati lapisan air yang cukup padat atau dalam. Di air asin atau mata air mineral, warna dari peluruhan mineral dapat terlihat.

Perefleksian warna langit juga memberikan peran untuk warna biru lautan, tetapi hanya saat permukaan air yang sangat tenang dan hanya saat air diamati dengan kesudutan yang kecil sekitar 10 derajat.

2. Electricity does NOT travel at the speed of light

(Electrik/listrik tidak bergerak pada kecepatan cahaya)

Banyak buku pelajaran mengklaim bahwa electricity (elektron) berjalan melalui arus kabel pada kecepatan cahaya. Faktanya adalah, energi dari elektriklah yang mengalir secara cepat (yang tetap lebih lambat dari kecepatan cahaya). Elektron, yang mempunyai massa, dapat bergerak pada kecepatan cahaya dengan menggunakan teori relativitas. Kecepatan dari muatan listrik dalam arus elektrik sangat lambat, sekitar beberapa centimeter per jam. Di tempat dimana arus elektrik dapat terlihat, seperti di dalam electrophoresis, pergerakan lambat dari pembawa muatan dapat dilihat langsung.

3. Seasons are NOT the same length

(Musim dianggap mempunyai periode waktu yang sama)

Dikarenakan bumi bergerak cepat di orbitnya saat mendekati matahari, musim panas di bagian selatan bumi/musim dingin di bagian utara bumi adalah musim terpendek waktunya, dengan musim panas di utara atau musim dingin di selatan terlama. Tetapi, perbedaannya hanya terasa beberapa hari saja, sementara di Mars dengan orbitnya yang eksentric, perbedaannya terasa besar.

4. You WON'T get a cold just from low temperature

(Kau tidak akan mendapatkan Flu hanya karena udara dingin)

Telah menjadi miskonsepsi yang meluas di publik bahwa flu biasa dapat disebabkan oleh cuaca dingin. Realitasnya, flu biasa disebabkan oleh virus dan tidak ada hubungannya dengan temperatur yang rendah/dingin.

5. Saturn is NOT the only planet with rings

(Saturnus bukan satu-satunya planet yang mempunyai cincin)

Jupiter, Uranus, dan Neptunus juga mempunyai cincin di sekitarnya, meski cincin yang berada di Saturnus adalah yang paling jelas dan mudah dilihat.

6. Meteors are NOT hot when they land on Earth

(Meteor tidak panas ketika mendarat di bumi)

Saat meteor mendarat di bumi, biasanya meteor tersebut tidak panas seperti kebanyakan meteor di film-film Hollywood. Biasanya hanya hangat. Kecepatan meteor cukup untuk melumerkan permukaan terluarnya, tetapi material yang lumer dengan cepat terpisah, dan interior dari meteor tidak mempunyai waktu untuk memanas karena batu merupakan konduktor panas yang buruk.

7. Clouds do NOT form because of the air's temperature

(Awan tidak terbentuk karena pengaruh temperatur udara)

Merupakan pengetahuan yang salah bahwa awan terbentuk karena udara dingin "menampung" lebih sedikit uap air dari udara hangat. Udara tidak mempunyai kapasitas untuk menampung uap air. Hanya temperatur dari air sendiri (dan sekitarnya) yang menyebabkan kelembapan, proses kondensasi, dan kemudian pembentukan awan.

8. People DID know earth was not flat before Columbus

(Orang-orang sudah tahu bumi itu tidak datar sebelum Columbus)

Beberapa percaya bahwa Christopher Columbus mempunyai kesusahan dalam menerima dukungan karena orang-orang eropa percaya bahwa bumi itu datar. Faktanya, para pelaut dan navigator pada saat itu tahu bahwa bumi itu bulat, tetapi (pengetahuan benar) tidak setuju dengan estimasi dari Columbus mengenai jarak ke India. Jika Amerika tidak ada, dan Columbus meneruskan perjalannya ke India yang sebenarnya, dia tidak akan dapat bertahan lama untuk mencapainya.

9. The Great Wall of China is NOT particularly visible from space

(Tembok Besar China tidak terlihat dari ruang angkasa)

Pada saat di orbit yang rendah, Tembok Besar China dapat dilihat dari luar angkasa tetapi tidak seunik dari yang digembor-gemborkan. Dari orbit bumi yang rendah, banyak objek artifisial dapat terlihat di bumi, tidak hanya Tembok Besar China. Jalan raya, kapal di lautan, bendungan, rel kereta api, kota, persawahan, dan beberapa gedung.

Seperti yang telah diklaim bahwa Tembok Besar China adalah objek buatan manusia yang terlihat di Bulan, Astronot Apollo telah melaporkan bahwa mereka tidak melihat objek buatan manusia apapun dari bulan.

10. There is NO "dark side" of the Moon

(Tidak ada sisi gelap (yang selalu gelap) dari bulan)

Bulan dalam orbit sinkronis (synchronous orbit), ini berarti, bulan menmbutuhkan waktu yang tepat sama untuk berotasi satu kali terhadap sumbunya dengan rotasi terhadap bumi. Jadi bulan mempunyai sisi jauh/belakang/gelap/luar, karena selalu memberikan bagian permukaan yang sama ke bumi ketika berotasi. Saat bulan diperkirakan berada di antara Matahari dan Bumi, itu dalah waktu "siang" di bagian sisi jauh/luar/belakang bulan dan waktu malam untuk sisi bagian yang menghadap ke bumi. Saat Bumi di antara matahari dan Bulan, bagian yang jauh mengalami waktu "malam" dan "waktu siang" untuk bagian yang menghadap bumi.

Fasilitas copy, ctrl + a, ctrl + c, dan klik kanan telah dimatikan (disable),

apabila hendak menyalin dan mendapatkan postingan ini

silahkan mendownload

Read More