Jumat, 29 April 2011

HIV /AIDS

Dr. I Nyoman Tika, M.Si
Acquired Immunodeficiency Syndrome atau Acquired Immune Deficiency Syndrome (disingkat AIDS) adalah sekumpulan gejala dan infeksi (atau: sindrom) yang timbul karena rusaknya sistem kekebalan tubuh manusia akibat infeksi virus HIV atau infeksi virus-virus lain yang mirip yang menyerang spesies lainnya (SIV, FIV, dan lain-lain). Virusnya sendiri bernama Human Immunodeficiency Virus (atau disingkat HIV) yaitu virus yangn memperlemah kekebalan pada tubuh manusia. Orang yang terkena virus ini akan menjadi rentan terhadap infeksi oportunistik ataupun mudah terkena tumor. Meskipun penanganan yang telah ada dapat memperlambat laju perkembangan virus, namun penyakit ini belum benar-benar bisa disembuhkan.

HIV dan virus-virus sejenisnya umumnya ditularkan melalui kontak langsung antara lapisan kulit dalam (membran mukosa) atau aliran darah, dengan cairan tubuh yang mengandung HIV, seperti darah, air mani, cairan vagina, cairan preseminal, dan air susu ibu.Penularan dapat terjadi melalui hubungan intim (vaginal, anal, ataupun oral), transfusi darah, jarum suntik yang terkontaminasi, antara ibu dan bayi selama kehamilan, bersalin, atau menyusui, serta bentuk kontak lainnya dengan cairan-cairan tubuh tersebut.

Para ilmuwan umumnya berpendapat bahwa AIDS berasal dari Afrika Sub-Sahara. Kini AIDS telah menjadi wabah penyakit. AIDS diperkiraan telah menginfeksi 38,6 juta orang di seluruh dunia. Perawatan antiretrovirus sesungguhnya dapat mengurangi tingkat kematian dan parahnya infeksi HIV, namun akses terhadap pengobatan tersebut tidak tersedia di semua negara. Hukuman sosial bagi penderita HIV/AIDS, umumnya lebih berat bila dibandingkan dengan penderita penyakit mematikan lainnya. Kadang-kadang hukuman sosial tersebut juga turut tertimpakan kepada petugas kesehatan atau sukarelawan, yang terlibat dalam merawat orang yang hidup dengan HIV/AIDS (ODHA)

Berbagai gejala AIDS umumnya tidak akan terjadi pada orang-orang yang memiliki sistem kekebalan tubuh yang baik. Kebanyakan kondisi tersebut akibat infeksi oleh bakteri, virus, fungi dan parasit, yang biasanya dikendalikan oleh unsur-unsur sistem kekebalan tubuh yang dirusak HIV. Infeksi oportunistik umum didapati pada penderita AIDS.HIV memengaruhi hampir semua organ tubuh. Penderita AIDS juga berisiko lebih besar menderita kanker seperti sarkoma Kaposi, kanker leher rahim, dan kanker sistem kekebalan yang disebut limfoma.

Biasanya penderita AIDS memiliki gejala infeksi sistemik; seperti demam, berkeringat (terutama pada malam hari), pembengkakan kelenjar, kedinginan, merasa lemah, serta penurunan berat badan. Infeksi oportunistik tertentu yang diderita pasien AIDS, juga tergantung pada tingkat kekerapan terjadinya infeksi tersebut di wilayah geografis tempat hidup pasien.


Pasien dengan infeksi HIV pada dasarnya memiliki risiko yang lebih tinggi terhadap terjadinya beberapa kanker. Hal ini karena infeksi oleh virus DNA penyebab mutasi genetik; yaitu terutama virus Epstein-Barr (EBV), virus herpes Sarkoma Kaposi (KSHV), dan virus papiloma manusia (HPV).

Sarkoma Kaposi adalah tumor yang paling umum menyerang pasien yang terinfeksi HIV. Kemunculan tumor ini pada sejumlah pemuda homoseksual tahun 1981 adalah salah satu pertanda pertama wabah AIDS. Penyakit ini disebabkan oleh virus dari subfamili gammaherpesvirinae, yaitu virus herpes manusia-8 yang juga disebut virus herpes Sarkoma Kaposi (KSHV). Penyakit ini sering muncul di kulit dalam bentuk bintik keungu-unguan, tetapi dapat menyerang organ lain, terutama mulut, saluran pencernaan, dan paru-paru.

Kanker getah bening tingkat tinggi (limfoma sel B) adalah kanker yang menyerang sel darah putih dan terkumpul dalam kelenjar getah bening, misalnya seperti limfoma Burkitt (Burkitt's lymphoma) atau sejenisnya (Burkitt's-like lymphoma), diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL), dan limfoma sistem syaraf pusat primer, lebih sering muncul pada pasien yang terinfeksi HIV. Kanker ini seringkali merupakan perkiraan kondisi (prognosis) yang buruk. Pada beberapa kasus, limfoma adalah tanda utama AIDS. Limfoma ini sebagian besar disebabkan oleh virus Epstein-Barr atau virus herpes Sarkoma Kaposi. Kanker leher rahim pada wanita yang terkena HIV dianggap tanda utama AIDS. Kanker ini disebabkan oleh virus papiloma manusia. 

Pasien yang terinfeksi HIV juga dapat terkena tumor lainnya, seperti limfoma Hodgkin, kanker usus besar bawah (rectum), dan kanker anus. Namun demikian, banyak tumor-tumor yang umum seperti kanker payudara dan kanker usus besar (colon), yang tidak meningkat kejadiannya pada pasien terinfeksi HIV. Di tempat-tempat dilakukannya terapi antiretrovirus yang sangat aktif (HAART) dalam menangani AIDS, kemunculan berbagai kanker yang berhubungan dengan AIDS menurun, namun pada saat yang sama kanker kemudian menjadi penyebab kematian yang paling umum pada pasien yang terinfeksi HIV.

Dari berbagai sumber

Kamis, 28 April 2011

Efektifitas Metode Penyulingan Daun Cengkeh (Caryophylli folium) Terhadap Mutu Minyak Atsirinya


Minyak atsiri sebagai bahan wewangian (parfum dan kosmetik “essence”), penyedap makanan (flavoring agent) dan obat-obatan (industri farmasi) telah lama dikenal. Minyak ini disebut juga dengan minyak terbang (volatil oil) atau minyak eteris. Melalui penelitian laboratorium sekarang telah banyak ditemukan tumbuhan yang menghasilkan minyak atsiri. Salah satu contohnya adalah tanaman cengkeh (Eugeina aromatica OK atau Syzigium aromaticum (L)).
Dengan kemajuan teknologi dalam dibidang minyak atsiri, usaha penggalian sumber-sumber minyak atsiri dan pendayagunaan dalam kehidupan manusia semakin meningkat. Di samping itu, pertambahan jumlah penduduk dunia dan meningkatnya pendapatan per kapita di berbagai negara menyebabkan bertambahnya kebutuhan akan minyak atsiri. Peningkatan kebutuhan tersebut akan diikuti dengan perkembangan harga yang semakin meningkat, diharapkan perkembangan pemasaran minyak atsiri mempunyai masa depan yang cukup bagus. Dengan kemajuan teknologi, telah ditemukan pula persenyawaan sintesis yang berbau wangi, yang merupakan saingan bagi minyak atsiri alamiah karena mempunyai harga yang relatif murah. Namun demikian minyak atsiri alamiah tetap akan lebih unggul, karena komponennya terdiri dari campuran berbagai persenyawaan yang disintesa secara alami sehingga menghasilkan bau khas wangi alamiah yang harmonis dan tidak dapat ditiru.
Tanaman cengkeh sering dimanfaatkan sebagai bahan obat-obatan tradisional dan upacara keagamaan, terutama di India dan Tiongkok. Kini pemanfaatannya beraneka macam, mulai digunakan sebagai rempah-rempahan, bahan campuran rokok kretek dan bahan pembuatan minyak cengkeh.
Bagian yang dapat menghasilkan minyak atsiri pada tanaman cengkeh adalah bunga, tangkai bunga dan daunnya. Tetapi bagian yang sering disuling adalah tangkai bunga dan daunnya, sedangkan bunganya langsung dimanfaatkan dalam keadaan kering. Minyak yang diperoleh dari daun cengkeh (Caryophylli folium) disebut minyak cengkeh (CLoveLeaf Oil).
Suatu masalah yang sering dihadapi dalam memproduksi minyak atsiri adalah cara yang harus ditempuh agar dapat diperoleh minyak atsiri dengan kualitas dan kuantitas yang optimal. Banyak cara yang telah dilakukan misalnya dengan melakukan perajangan terhadap bahan yang akan disuling. Perajangan terbukti dapat meningkatkan mutu dan rendemen minyak yang dihasilkan.
Dari beberapa cara yang telah dicoba ternyata pemilihan metode penyulingan cukup mendapat perhatian. Pada proses pembuatan minyak atsiri khususnya, minyak cengkeh kadang-kadang menggunakan metode penyulingan air dan terkadang juga menggunakan penyulingan uap. Pada dasarnya kedua metode tersebut menerapkan prinsip yang sama yaitu bahan organik dari bahan suling akan membentuk campuran yang tidak saling melarutkan dengan cairan pengekstrak yaitu air. Hal ini penting untuk menghindari penguraian komponen minyak sebelum mencapai titik didihnya. Namun kedua metode tersebut akan memberikan interaksi yang berbeda antara bahan yang disuling dengan bahan pengekstrak.
Mutu minyak cengkeh ditentukan oleh komposisi kimianya. Komponen utama minyak cengkeh adalah eugenol yaitu sekitar 70-90 % dan merupakan cairan tak berwarna atau kuning pucat, bila kena cahaya matahari berubah menjadi coklat hitam yang berbau spesifik. Sebagai komponen tambahan adalah kariofilen oksida, metil-n-amil keton, metil alkohol, furtural, 2-heptanol, serta furturil alkohol. Walaupun keberadaannya sangat sedikit namun komponen tambahan ini sangat menentukan aroma minyak.
Eugenol merupakan zat cair berbentuk minyak dengan sifat fisika sebagai berikut : berwarna kekuning-kuningan, larut dalam alkohol, eter, kloroform, sukar larut dalam air, mempunyai titik didih 253oC pada 760 mmHg, berat jenisnya 1,0651 pada 25oC, indeks biasnya 1,5412 pada 20oC, dan mempunyai berat molekul 164,20.

DETEKTOR RADIASI


Detektor radiasi merupakan tranducer (sensor) yang dapat mengenali adanya radiasi nuklir, baik alfa, beta, maupun gamma. Pendeteksian radiasi ionisasi di alam sekitar menjadi sangat penting karena tubuh manusia tidak mampu mengindera kehadiran radiasi ionisasi. Konsep dasar pendeteksian radiasi ionisasi didasarkan atas interaksi partikel radiasi dengan materi penyusun detektor, sehingga terjadi ionisasi.

Pengetahuan tentang inti isotop radioaktif dapat diperoleh dengan menganalisa partikel-partikel yang dipancarkan oleh inti tersebut. Analisa ini diantaranya digunakan untuk mengetahui informasi jenis partikel radiasi, arah gerak, kecepatan, momentum, muatan, massa dan spin. Dengan demikian, untuk mengetahui informasi tentang partikel radiasi diperlukan suatu eksperimen menggunakan peralatan deteksi radiasi. Namun sayangnya semua informasi ini tidak dapat diperoleh jika hanya menggunakan satu jenis peralatan deteksi.

Semua jenis peralatan deteksi partikel radiasi memiliki prinsip yang sangat mirip, yaitu partikel radiasi memasuki detektor dan terjadilah interaksi antara partikel radiasi dengan material detektor, sehingga terjadi proses eksitasi atau ionisasi molekul-molekul material detektor. Apabila material detektor tersebut terbuat dari gas, maka interaksi antara semua partikel radiasi alpha (α), beta positif (β+), beta negatif (β-), gamma (γ) dan netron dengan gas akan terjadi proses ionisasi yang menghasilkan ion positif dan elektron. Dengan demikian, diperlukan teknik untuk memisahkan dua jenis partikel tersebut dalam waktu yang sangat singkat, karena apabila kedua jenis partikel ini tetap berdekatan maka mereka akan bergabung kembali sehingga tidak menimbulkan sinyal listrik. Pemilihan material detektor sangat bergantung pada jenis partikel radiasi yang akan dideteksi serta tujuan yang ingin diperoleh dari pendeteksian. Partikel alpha (α) memiliki daya tembus kecil, sehingga detektor untuk partikel radiasi alpha (α) memiliki ukuran sangat tipis. Berdasarkan daya tembus partikel, maka biasanya detektor partikel beta (β) memiliki ketebalan sekitar 0,1 mm - 1 mm sedangkan detektor gamma (γ) memiliki ketebalan sekitar 5 cm.

Jenis Detektor Radiasi
1.                  Elektroskup (Electroscope)
2.                  Kamar Ionisasi (Ionization Chamber)
3.                  Pencacah Proporsional
4.                  Detektor NaI(Tl)
5.                  Detektor Isian Gas

1.                  Elektroskup
Elektroskup merupakan peralatan yang paling awal untuk mendeteksi ionisasi radiasi dari dua buah kepingan emas tipis. Bahan radioaktif ditempatkan di dalam wadah electroscope bermuatan. Radiasi yang dihasilkan oleh bahan radioaktif tersebut menyebabkan gas yang ada di dalam electroscope tersebut terionisasi.
Muatan-muatan yang terkumpul pada kepingan itu menyebabkan kepingan itu menyatu (converge). Laju konvergensi itu secara langsung sebanding dengan jumlah ionisasi dan juga sebanding dengan jumlah radiasi.

2.                  Kamar Ionisasi
Kamar ionisasi tersusun atas sejumlah volume gas kecil pada tekanan atmosfer dalam kamar, I dan di dalamnya terdapat dua elektroda, E dan E’, dipertahankan pada beta potensial tinggi menggunakan sumber tegangan, V.

Berkas radiasi masuk ke dalam chamber sehingga menyebabkan ionisasi. Ion yang dihasilkan pada ionisasi itu dikumpulkan pada elektroda + dan - . Tegangan dijaga tetap tinggi, sehingga tidak ada rekombinasi partikel.


a.                   Kamar Ionisasi untuk berkas partikel kontinue atau x-ray
b.                  Kamar Ionisasi dan rangkaian untuk deteksi berkas partikel tunggal
 
1.                  Pencacah Proporsional
Pencacah Proporsional merupakan bentuk modifikasi dari kamar ionisasi, perbedaannya terdapat pada dua aspek.
     i.         Pada pencacah proporsional salah satu elektroda berupa silinder berlubang (hollow cylinder),  dan satu elektroda lagi berupa kawat di dalam silinder sepanjang sumbu silinder itu.
   ii.         Tegangan yang terpasang pada pencacah proporsional lebih besar daripada kamar ionisasi. Ukuran pulsa akan meningkat sejalan dengan kenaikkan tegangan sampai dengan batas tegangan tertentu. Ukuran pulsa berbanding langsung dengan jumlah ionisasi primer partikel.

2.                  Detektor NaI(Tl)
Detektor NaI(Tl) merupakan detektor jenis sintilasi. Bahan sintilator berupa kristal tunggal Natrium Iodida yang didopping dengan sedikit  Tallium. Sinar gamma yang terdeteksi berinteraksi dengan atom-atom bahan sintilator berupa interaksi efek fotolistrik, hamburan Compton dan efek pembentukan pasangan. Elektron bebas hasil interaksi selanjutnya akan mengalami proses ionisasi dan penetralan (excitasi).






1.                  Detektor Isian Gas
Interaksi semua partikel radiasi dengan gas adalah proses ionisasi dan menimbulkan ion positif dan elektron. Untuk memisahkan kedua jenis partikel yang berlainan tersebut digunakan medan listrik yang ditimbulkan oleh dua buah elektroda yaitu anoda yang bermuatan listrik positif dan katoda yang bermuatan listrik negatif. Prinsip ionisasi gas oleh partikel radiasi dapat digunakan untuk mengembangkan detektor radiasi. Detektor dengan prinsip ionisasi gas ini disebut detektor isian gas (gas-filled detector) Bentuk fisik dari detektor isian gas terdiri dari tabung gas yang berisi gas yang akan terionisasi oleh kehadiran pertikel radiasi. Gas yang biasa digunakan adalah gas mulia dengan campuran gas poliatomik sebagai ‘quench gas’, tetapi ada juga yang hanya diisi dengan udara biasa dengan tekanan sedikit lebih rendah dari pada tekanan udara diluar. Tutup silinder yang terletak di bagian depan detektor terbuat dari material sejenis polimer tipis sedemikian sehingga partikel alpha (α) dapat menembusnya. Selongsong silinder berfungsi sebagai katoda dan kawat yang terletak di sumbu silinder dan terisolasi dengan dinding silinder sebagai anoda. Beda tegangan (V) dipasangkan antara dinding silinder dengan anoda melalui hambatan (R).

Prinsip Kerja Detektor Isian Gas
Detektor isian gas bekerja dengan memanfaatkan ionisasi yang dihasilkan oleh radiasi selama melewati suatu gas. Secara khas pencacah seperti ini terdiri dari dua buah elektrode yang diberi beda potensial listrik tertentu. Ruang antara dua elektrode itu diisi dengan suatu gas. Radiasi pengion, yang melewati ruang antara elektrode tersebut, akan melesapkan sebagian atau semua energinya dengan membangkitkan pasangan-pasangan elektron ion. Elektron dan ion ini merupakan pembawa muatan yang bergerak karena pengaruh medan listrik. Ketika radiasi memasuki detektor kemudian berinteraksi dengan atom-atom gas isian maka atom-atom tersebut akan mengeluarkan elektron dari orbitnya. Elektron-elektron ini kemudian dikumpulkan menggunakan medan listrik dan dibentuk menjadi pulsa tegangan atau arus listrik yang dapat dianalisa oleh suatu rangkaian elektronik. Dengan kata lain muatan yang dihasilkan oleh radiasi tersebut diubah menjadi pulsa oleh piranti elektronika dan partikel-partikel itu dicacah secara individual

 

Gambar 1. Skema Detektor Isian Gas
Misalkan antara anoda dan katoda terpasang beda potensial sebesar V volt dan radiasi memasuki detektor sehingga terbentuklah sejumlah elektron dan ion-ion positif. Amplitudo sinyal listrik yang terbentuk sebanding dengan jumlah elektron atau ion ( dengan demikian sebanding dengan tenaga radiasi yang memasuki detektor) dan tidak tergantung pada tegangan V. Beda tegangan antara katoda dan anoda hanyalah mempengaruhi laju gerak elektron menuju ke anoda dan ion positif menuju katoda. Detektor gas isian dengan tegangan V yang relatif rendah seperti ini dinamakan detektor ionisasi.

Siklus pembentukan sinyal listrik berakhir ketika ion sampai di katoda. Namun demikian, ion-ion ini dapat menumbuk katoda sehingga dapat menumbuk katoda sehingga dapat dihasilkan elektron dari katoda sehingga dapat memicu terjadinya proses ionisasi sekunder. Untuk menghindari agar proses ini tidak terjadi maka gas pengisi pada detektor adalah gas dengan struktur molekul sederhana misalnya gas argon dan gas dengan struktur molekul kompleks seperti ethanol.

Senin, 25 April 2011

ASPEK TERMODINAMIKA ANORGANIK


Termodinamika merupakan suatu alat yang dapat digunakan di dalam berbagai disiplin bidang ilmu. Padailmu kimia, termodinamika berperan dalam mengkaji keterlibatan energi dan proses-proses kimia, meramalkan arah proses dan kestabilan sistem. Pada aspek termodinamika anorganik akan lebih menekankan pada kestabilan spesi anorganik dari sudut termodinamika.

Besaran termodinamika yang sering diaplikasikan dalam menyatakan arah proses dan kestabilan kimia adalah Energi Bebas Gibbs. Apabila perubahan energy bebas Gibbs berharga negatif, maka proses akan berlangsung spontan, tetapi bila harganya positif, maka proses akan berlangsung bila adanya energi tambahan dari luar sistem.  Dengan demikian, perubahan energi bebas negatif adalah daya dorong intrinsic dari proses. Proses akan di dorong menuju ke energi bebas Gibbs yang lebih rendah (minimum). Dengan kata lain, system lebih cenderung berada pada keadaan dengan energi bebas Gibbs minimum. Keadaan inilah yang disebut stabil secara termodinamik. Semua sistem ingin mencapai keadaan stabil secara termodinamik, tetapi laju prosesnya berbeda-beda tidak bergantung pada besarnya energi bebas Gibbs.

           Fakta yang berhubungan dengan kestabilan termodinamik adalah pada suhu kamar air berwujud cair, pada suhu rendah air berwujud padat, dan pada suhu tinggi air berwujud gas. Demikian pula pada tekanan tinggi, zat berkecenderungan berwujud padat sedangkan pada suhu rendah cenderung berwujud gas. Fakta ini dapat dijelaskan secara termodinamik dengan menggunakan besaran ∆G, karena kajiannya tidak perlu mempertimbangkan perubahan yang terjadi pada lingkungan (hanya melihat sistem).

Untuk mempelajari lebih lengkap aspek termodinamika yang berhubungan dengan kestabilan termodinamik, dapat diunduh melalui link di bawah ini. Semoga bermanfaat.

Dewa Putu Agus Wahyu Erawan


http://www.ziddu.com/download/14737019/KestabilanTermodinamika.pdf.html

NANOKOMPOSIT


Istilah nanoteknologi digunakan untuk mendeskripsikan kreasi dan ekploitasi suatu material yang memiliki ukuran struktur diantara atom dan material ukuran besar yang didimensikan dengan ukuran nanometer (1 nm = 10-9m). Sifat dari material dengan dimensi nano sangat berbeda secara signifikan dari atomnya juga dari partikel besarnnya. Kontrol yang baik terhadap sifat tersebut bias menuntun ke pengetahuan baru yang sesuai dengan peralatan dan teknologi baru. Pentingnya nanoteknologi pertama kali dikemukakan oleh Feynman pada tahu 1959 (Muller, 2006).

Terjadi perkembangan yang sangat cepat dari ilmu dan teknologi nano pada beberapa tahun terakhir, terutama karena ketersediaan strategi baru untuk mensintesis nanomaterial dan alat-alat baru untuk karakterisasi dan manipulasi. Terdapat banyak contoh untuk mendemonstrasikan pergeseran hasil dan paradigma terakhir pada masalah ini. Beberapa metode sintesis nanopartikel (kabel nano dan tabung nano) dan perakitanya telah ditemukan. Kabel nano dan tabung nano dengan variasi materi anorganik telah ditemukan, disamping atom karbonnya. Nanostruktur juga cocok untuk simulasi dan pemodelan komputer, ukuranya menjadi cukup kecil untuk mendukung kekuatan yang tinggi (Rao,et.al, 2004).

Nanokomposit merupakan material padat multi fase, dimana setiap fase memiliki satu, dua, atau tiga dimensi yang kurang dari 100 nanometer (nm), atau struktur padat dengan dimensi berskala nanometer yang berulang pada jarak antar bentuk penyusun struktur yang berbeda. Material-material dengan jenis seperti itu terdiri atas padatan anorganik yang tersusun atas komponen organik. Contoh nanokomposit yang ekstrem adalah media berporos, koloid, gel, dan kopolimer. Nanokomposit dapat ditemukan di alam, contohnya adalah kulit tiram dan tulang (Anonim, 2009)




Ikatan antar partikel yang terjadi pada material nanokomposit memainkan peran penting dalam peningkatan dan pembatasan sifat material. Partikel-partikel yang berukukuran nano itu mempunyai luas permukaan interaksi yang tinggi. Makin banyak partikel yang berinteraksi, kian kuat pula material. Inilah yang membuat ikatan antarpartikel makin kuat, sehingga sifat mekanik materialnya bertambah. Namun penambahan partikel-partikel nano tidak selamanya akan meningkatkan sifat mekaniknya. Ada batas tertentu yang mana saat dilakukan penambahan, kekuatan material justru makin berkurang. Namun pada umumnya, material nanokomposit menunjukkan perbedaan sifat mekanik, listrik, optik, elektrokimia, katalis, dan struktur dibandingkan dengan material penyusunnya (Hadiyawarman,dkk, 2008)

Pembuatan Nanokomposit
Pembuatan material nanokomposit dapat dilakukan dengan melakukan pendekatan-pendekatan yang mudah dan kompleks. Salah satunya adalah menggunakan pendekatan simple mixing.
Dalam metode ini, peningkatan kekuatan mekanik material terjadi akibat penambahan nanopartikel SiO2 pada epoxy resin. Permukaan nanopartikel yang sangat luas berinteraksi dengan rantai polimer, sehingga mereduksi mobilitas rantai polimer. Interaksi ini meningkatkan kekuatan mekanik komposisit tersebut jauh di atas kekuatan polimer itu sendiri. Hasil yang diperoleh adalah material yang ringan dengan kekuatan tinggi. Makin banyak jumlah SiO2 yang dimasukkan, kekuatan material nanokomposit juga bertambah sampai titik kritisnya (Nano, 2009).

Kelebihan Nanokomposit
Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan bahan konvensional seperti logam. Misalnya memiliki densiti yang jauh lebih rendah daripada bahan konvensional. Hal ini jelas memberi implikasi yang penting dalam konteks penggunaan. Pasalnya, komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi dari bahan konvensional.
Komposit juga memiliki kekuatan yang dapat diatur (tailorability), tahanan lelah (fatigue resistance) yang baik, tahan korosi, dan memiliki kekuatan jenis (rasio kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi (Hadiyawarman,dkk, 2008).

Aplikasi dan penggunaan Nanokomposit
Beberapa aplikasi penting teknologi yang didasarkan material nano antara lain: produksi bubuk nano keramik dan material lain, nanokomposit, pengembangan sistem nanoelektrokimia, aplikasi penggunaan tabung nano untuk menyimpan hidrogen, chip DNA dan chip untuk menguji kadar logam dalam kimia ataupun biokimia. Teknologi nano juga digunakan dalam mendeteksi gen maupun mendeteksi obat dalam bidang kedokteran. Selain itu, juga dapat digunakan dalam alat-alat nanoelektronik. Pengembangan teknologi nano lebih lanjut dapat diaplikasikan dalam pebuatan laser jenis baru, nanosensor, nanokomputer (yang berbasis tabung nano dan material nano), dan banyak lagi aplikasi lainnya. (Rao,et.al, 2004)
Struktur nano yang diperkuat dengan memamfaatkan materi keramik dan metalik penting dipertimbangkan dalam membuat bahan super kuat generasi baru, tipe baru dari ferromagnets, serta semen kuat yang mudah dibentuk. Contoh materi dari struktur nano yaitu nanokomposit Co/WC serta Fe/TiC. (Rao,et.al, 2004)

Semikonduktor – Metal Nanokomposit
Dengan mendisain semikonduktor-metal komposit partikel nano memungkinkan untuk meningkatkan sifat katalis dari photocatalysts (gambar berikut)




Proses transfer muatan antar permukaan pada metal-semikonduktor partikel nano



Pertemuan antara logam dengan semikonduktor secara tidak langsung mempengaruhi energi dan proses transfer muatan antarmuka. Deposisi dari logam inert pada partikel nano semikonduktor merupakan sebuah faktor yang penting untuk memaksimalkan efisiensi dari reaksi fotokatalitik. Dalam reaksi ini, secara normal dianggap bahwa logam inert berperan sebagai pusat untuk pembawa muatan pada induksi foto dan proses transfer muatan antar permukaan. (Rao,et.al, 2004)

Dalam industri angkasa luar, ada kecenderungan untuk mengganti komponen yang dibuat dari logam dengan komposit karena terbukti komposit mempunyai rintangan terhadap fatigue yang baik, terutama komposit yang menggunakan serat karbon. Penggunaan bahan komposit pun sangat luas, yaitu untuk komponen kapal terbang, helikopter, satelit, industri pertahanan, jembatan, terowongan, kaki palsu, dan yang terpopular adalah penggunaan bahan baku mobil Formula One (F1).

Manfaat utama penggunaan komposit adalah mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat material komposit dengan sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk struktur dan tujuan tertentu (Hadiyawarman,dkk, 2008).

By: Dewa Putu Agus Wahyu Erawan

Anonim. 2009. Nanokomposit Material Superkuat dan Ringan. www.wikipedia.org/nanokomposit. Diakses pada 12 Maret 2010.
Hadyawarman, dkk. 2008. Fabrikasi Material Nanokomposit Superkuat, Ringan dan Transparan Menggunakan Metode Simple Mixing. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi. Vol 1, No 1, Februari 2008: 14-21.
Muller, Ulrich. 2006. Inorganic Strctural Chemistry. USA: Jhon Willey & Sons
Nano. 2009. Nanokomposit Material Superkuat dan Ringan. http://www.pustaka-deptan.go.id/agritek/ppua0158. Diakses pada 12 Maret 2010.
Rao, C. N. R. et. al. 2004. The Chemistry of Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications. Volume 1 : 3-527-30686-2
 





 

Minggu, 24 April 2011

Siklus Born-Haber dalam Pentuan Energi Kristal Ionik

Energi kristal dari semua jenis atom yang beragregat membentuk kristal ionik dapat ditentukan dengan cara yang sederhana, berbeda dengan pembentukan ikatan kovalen. Hal ini dapat terjadi sebab gaya mekanika kuantum murni dalam kristal ion sangat kecil dibandingkan dengan gaya elektrostatik. Energi pembentukan kristal ionik dari ion-ion dapat ditentukan dengan menggunaakan persamaan Born-Madelung.

Pengukuran melalui percobaan secara langsung terhadap energi kristal sangat sulit untuk dilakukan. Jadi hasil perhitungan energi kristal biasanya dicocokkan terhadap percobaan secara tidak langsung melalui siklus Born-Haber. Sebagai contoh, dalam pembentukan kristal alkali halida dari unsur-unsurnya dapat dianggap melalui tahap-tahap siklus berikut:


Menurut hukum Hess:
            Q = U – ½ D + E – I – S……………………. (Persamaan 2)
Semua nilai dalam persamaan 2 diperoleh dari percobaan, kecuali untuk nilai U, sehingga energi kisi kristal dapat dihitung. Adapun nilai percobaan dan nilai perhitungan energi kristal alkali halida dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Komponen siklus Born-Haber dalam kilokalori per mol

Q
U
S
I
½ D
E
LiF
146,3
244,9
37,1
124,2
18,3
81,0
NaF
136,0
217,7
26,0
118,4
18,3
81,0
NaI
68,8
165,2
26,0
118,4
25,5
73,5
AgCl
19,4
205,0
69,0
174,7
29,0
87,1
MgO
146,0
940,0
36,5
520,6
59,2
-178
(Sunarya, 2003)
Secara umum, nilai yang diperoleh dari persamaan 1 menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda dari data yang diberikan dalam tabel. Jadi persamaan Born-Madelung dapat diterapkan pada hampir semua jenis kristal, tidak hanya kristal ionik tetapi juga dalam kristal kovalen, seperti intan.
Siklus Born-Haber memberikan pandangan tentang pembentukan kristal yang stabil secara termodinamik, yang melibatkan kalor reaksi (ΔH), bukan perubahan energi bebas.


Termodinamika atau energitika kimia merupakan suatu ilmu kimia yang menyangkut perubahan energi yang menyertaiproses kimia dan proses fisika. Dengan mempelajari ilmu ini kita akan mengetahui bagaimana perubahan yang terjadi di dalam suatu sistem. Keadaan sistem adalah kondisi sistem yang terdiri dari tekanan, suhu, mol tiap komponen serta fase dari masing-masing komponen. Adapun beberapa aspek termodinamika yang berhubungan dengan pembentukan senyawa ionik antara lain:


Entalpi
Sebagian besar reaksi kimia tidak dilakukan pada volume yang tetap, melainkan pada wadah yang terbuka pada tekanan yang tetap. Untuk menghindari keterikatan terhadap kerja-volum tersebut, bila panas reaksi diukur pada tekanan tetap, maka didefinisikan fungsi keadaan baru yang disebut entalpi (H). Perubahan entalpi pada tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai:
ΔH = ΔU + P ΔV
Perubahan yang terjadi pada entalpi sama dengan panas yang diserap sistem pada tekanan tetap. Jadi, pada reaksi kimia ΔH menyatakan panas (kalor) reaksi pada tekanan tetap. Entalpi sistem merupakan fungsi keadaan, yang harganya tidak tergantung pada jalannya perubahan tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir (Hukum Hess). Jadi, setiap proses atau reaksi yang dikerjakan pada tekanan tetap, akan disertai dengan penyerapan atau pelepasan kalor yang sama dengan selisih entalpi sistem. Sebagai contoh pada pembentukan padatan NaCl dari unsur Na(s) dan Cl2(g) yaitu:
Na(s) + ½ Cl2(g) → NaCl(s)   ΔH = -411,12 kJ

Panas Pembentukan Standar (Standard Heat of Formation)
Panas pembentukan standar (ΔH­fo) merupakan salah satu aspek termodinamika kimia yang memiliki peran penting dalam menentukan panas reaksi standar berbagai macam perubahan kimia. Dimana pada perhitungan tersebut, ΔH­fo unsur-unsur dalam bentuknya paling stabil pada 298K, 1 atm dengan satuan kJ mol-1. Nilai ΔH­fo masing-masing zat dapat dilihat pada tabel. Sebagai contoh, pada reaksi antara
Na(s)  + ½ Br2(g)  NaBr(s) ; maka ΔH­fo nya adalah:
ΔH­reaksi = (1 mol NaBr x ΔH­fo NaBr) – (1 mol Na x ΔH­fo Na) + ( ½ mol Br2 x ΔH­fo Br2)
ΔH­reaksi = (-360) – (16,21) + ( ½ x 30,39)
            = -361,02 kJ mol-1