Bacteria And Nanofilters: Future Of Clean Water Technology

Bacteria often get bad press, with those found in water often linked to illness and disease. But researchers at The University of Nottingham are using these tiny organisms alongside the very latest membrane filtration techniques to improve and refine water cleaning technology.

These one-celled organisms eat the contaminants present in water — whether it is being treated prior to industrial use or even for drinking — in a process called bioremediation.

The water is then filtered through porous membranes, which function like a sieve. However, the holes in these sieves are microscopic, and some are so small they can only be seen at the nanoscale. Pore size in these filters can range from ten microns — ten thousandths of a millimetre — to one nanometre — a millionth of a millimetre.

These technologies can be developed into processes which optimise the use of water — whether in an industrial system or to provide drinking water in areas where it is a scarce resource.

The research is led by Nidal Hilal, Professor of Chemical and Process Engineering in the Centre for Clean Water Technologies — a world-leading research centre developing advanced technologies in water treatment.

Current membrane technology used in water treatment processes can decrease in efficiency over time, as the membranes become fouled with contaminants. By using bioremediation the membranes can be cleaned within the closed system, without removing the membranes. Researchers at the centre have developed the technology in partnership with Cardev International, an oil filtration company based in Harrogate.

As well as being highly effective in the water treatment process, transforming industrial liquid waste contaminated with metals and oils into clean water, ultrafiltration and nanofiltration membranes have a useful side effect. The waste products have a very high calorific value, and can be used as fuel.

Nanofiltration and ultrafiltration membranes are also being used in work funded by the Middle East Desalination Research Centre, which looks at creating drinking water from seawater. By pre-treating the seawater and removing contaminants, the membranes reduce the fouling of machinery in the next stage of the process — whether through reverse osmosis or thermal desalination. This can prevent damage to the machinery, reducing the need for expensive repair and replacements.

And by measuring liquid properties at the nanoscale, using state-of-the-art atomic force microscope equipment at the University, researchers are exploring how liquids behave at an atomic level — how they flow and pull apart. These results could be used in mechanics and industry, for example, maximising the use of oil in an engine.

Liquids are also being tested at a range of temperatures, from the very low (-50 oC) to the very high (150 oC).

Professor Hilal said: “Examining the properties of liquids has never been done before at this scale.

“By using bioremediation and nanofiltration technology combined, the water cleaning process is integrated — using far less energy than current processes. Add to this the recycling of waste products as fuels and you have a greener technology.”
Adapted from materials provided by University of Nottingham.

Read More..

Snapshots At The Atomic Border: How Atoms Interact At The Interface Between A Liquid Metal And A Crystal

Semiconductor technology has long existed at the nanoscale; circuits in computer chips are nowadays only a few dozen nanometres wide (one nanometre = one millionth of a millimetre). In order to manufacture chips optimally, we need a comprehensive understanding of every process and phenomenon that takes place at the atomic level - in particular at the interface between solid and liquid materials. Scientists from the Max Planck Institute for Metals Research in Stuttgart and the Israel Institute of Technology in Haifa have now been able to observe atomic processes at the interface between liquid aluminium and solid aluminium oxide (sapphire). Using high voltage electron microscopy, they were able to show that crystals are able to order the atoms in neighbouring liquid metals, even at high temperatures. The results are important for procedures such as the wetting of joints in nanoscale "soldering" (Science, 28 October 2005).

When non-specialists think of sapphire, they imagine a shimmering blue semi-precious stone - used, for example, as the needle on a record player. For scientists, however, the sapphire is also a particular form of aluminium oxide (α-Al203, also: corundum). A very stabile aluminium oxide, sapphire is used in many fields of technology. In semiconductor technology, for example, it insulates electronic components. In this and many other technological processes (e.g., solidification, crystal growing, and lubrication), the production process is being optimised and carried out at increasingly smaller dimensions. Therefore it is important to know what interactions take place at an atomic level, at the interface between solid and liquid materials.

The interest in basic research into the structure and phenomena at solid-liquid interfaces has grown ever since x-ray diffraction studies, and atomic computer simulations, showed a high concentration of density fluctuations in the liquid phase at the interface. The Max Planck scientists investigated these processes more closely using a high-resolution transmission electron microscope, choosing liquid aluminium and the solid ceramic α-Al203 in crystallised form (Sapphire). They brought this material system under a high voltage electron microscope with a resolution of 0.12 nanometre at a temperature of 850 degrees Celsius, above the melting point of aluminium (660 degrees Celsius).

The transmission electron microscope JEM-ARM 1250, JEOL, in Stuttgart, is one of the highest resolution machines of its kind in the world. The Max Planck scientists used this microscope to show, for the first time, that the density of atoms in liquid aluminium is not uniform right at the interface. There are, indeed, density fluctuations. By making small changes to the experimental conditions, the researchers were also able to observe both the growth of the sapphire from liquid aluminium, and the interfacial transport of oxygen atoms.

The researchers captured the reaction on video at 25 frames per second, with cogent results unimpaired by artefact effects. The recordings showed how liquid aluminium atoms order themselves on the crystal interface. It also became possible to see that the interface develops dynamically and that the crystal grows in layers. The researchers infer from this that crystals can induce the ordering of atoms in liquids - even in metal-ceramic systems at high temperatures.

The results could be useful for "soldering processes at the nanoscale", thus having future implications for the production of memory chips.


This project was supported by the Max Planck Society, the German-Israel Fund, the German Research Foundation (research training group "inner border layers") and the Russell Berrie Nanotechnology Institute in Technion, Israel.

Read More..

Smaller Than Small: Ultrahigh-resolution Electron Microscopy Enters Picometer Scale

ScienceDaily (July 25, 2008) — Jülich scientists have succeeded in precisely measuring atomic spacings down to a few picometres using new methods in ultrahigh-resolution electron microscopy. This makes it possible to find out decisive parameters determining the physical properties of materials directly on an atomic level in a microscope.

Knut Urban from Forschungszentrum Jülich, a member of the Helmholtz Association, reports on this in the journal Science.

Progress in research in the area of physics is very frequently connected to an increase in the accuracy of measurements, which help researchers to track natural phenomena. With the aid of new methods in electron optics, researchers were able to microscopically measure atomic displacements precisely to a few picometres. A picometre corresponds to a billionth of a millimetre a distance that is one hundred times smaller than the diameter of an atom. This is one of the highlights that Knut Urban, director of the Ernst Ruska-Centre in Jülich, reports on in Science as part of a review of ten years of electron microscopy with aberration-corrected lenses.

Jülich scientists investigated, for example, the configuration of atoms in orthogonal grain boundaries of the oxide superconductor YBa2Cu3O7. These atoms mark the boundary between two areas of the crystalline material with atomic structures that are tilted at an angle of exactly 90° to each other. From microscopic images taken under different conditions, the physicists succeeded in using computers to calculate the quantum-mechanical wave function of the electrons, which served as a basis for determining the exact position of the atoms.

In doing so, it became apparent that the relatively heavy atomic species barium, copper and yttrium are systematically displaced a few picometres from their ideal position in the grain boundary and that the leighter oxygen atoms follow this displacement. This provides an explanation for the attenuation of superconducting properties, which can be observed when electric current flows over such a grain boundary. This phenomenon is undesired if the superconductor is intended to be used for a loss-free current transport. However, it is useful for the construction of so-called SQUIDs (superconducting quantum interference devices), which exploit the magnetic field dependency of this disturbance to measure smallest magnetic fields, for example, to measure brain waves (magnetoencephalography).

Displacements of a few picometres decide on a whole number of physical properties, which are of eminent importance for technology. Another example is the ferroelectricity of titanates materials. Here, the electrical charges of the individual types of atoms inside the building blocks of crystals, the unit cells, cannot fully compensate for each other as they are not arranged in the necessary symmetry.

Therefore, electric dipoles are formed inside the unit cells, which add up over a larger crystal area to form the so-called polarisation. This is used to write information bits. An example is PbZr0.2Ti0.8O3 which is used in chip cards for data storage. With the aid of new electron optical methods, atomic displacements can be measured atom by atom thus making it possible to determine local polarisation for the first time.

Knut Urban explains: "This is the beginning of a new physics of materials which enables researchers to determine physical parameters and properties in the nano range through highly precise measurements of the atomic spacings. This will also provide clues on how these properties may be manipulated in order to gain new functions and better functional performance."

Read More..

Fresh Fruits And Vegetables Retain Antioxidants Long After Purchase

The next time you think about throwing out those aging strawberries or very ripe grapes, consider this: Belgian scientists report that fruits and vegetables do not lose any antioxidant content in the days after purchase, even as tell-tale signs of spoilage appear. In some cases, antioxidant levels actually rise.

The life of a post-harvest fruit or vegetable is traditionally defined in terms of visual appearance and texture. While this is good for aesthetics, these benchmarks disregard flavor and nutritional quality--especially with regards to antioxidants, which are affected by genetic, technological and environmental factors. "No important studies were done to evaluate the influence of storage on antioxidant capacity," the authors said.

To that end, Claire Kevers and colleagues obtained various produce from the Belgian market, measuring its initial antioxidant content. They then stored the fruits and vegetables at room temperature or refrigerated them at 39 degrees Fahrenheit, checking antioxidant levels at various times until the produce presented visual spoilage.

The results showed that, in the days following purchase, fruits and vegetables do not lose any phenolic compounds, ascorbic acid or flavonols -- a trio of chemical classes associated with antioxidant content. "Better, in some cases, an increase on the antioxidant capacity was observed in the days following their purchase, accompanied by an increase in phenolic compounds," the researchers state.

The study "Evolution of Antioxidant Capacity during Storage of Selected Fruits and Vegetables" will appear in the Oct. 17 issue the Journal of Agricultural and Food Chemistry,
Adapted from materials provided by American Chemical Society, via EurekAlert!, a service of AAAS.

Read More..

Antioxidant-Rich Diets Improve Age-Related Declines In Mental Function Of Rats

Tampa, FL (July 15, 2002) — Popeye was right — eat your spinach. In fact, add some fresh-cut apples to that spinach salad.

Two new animal studies by researchers at the University of South Florida Center for Aging and Brain Repair and James A. Haley Veterans Hospital bolster a growing body of evidence that certain fruits and vegetables may protect the brain against the ravages of age. The complementary research papers appear in today's issue of the Journal of Neuroscience.

"If these pre-clinical findings translate to humans, it suggests that eating a diet high in antioxidant-rich fruits and vegetables may help reverse declines in learning and memory as you get older," Paula Bickford, PhD, lead author of both studies and a professor at the USF Center for Aging and Brain Repair.

In the first study, co-authored by USF's M. Claire Cartford, PhD, older rats fed a diet rich in spinach for six weeks showed a reversal in the normal loss of learning that occurs with age. The rats that ate rat chow containing 2 percent freeze-dried spinach learned to associate the sound of a bell tone with a subsequent puff of air faster than those fed regular rat chow, the study found.

The test measured how quickly the rats learned to blink, after hearing the tone, in anticipation of the oncoming puff of air — a conditioned response shown to slow with age in rodents and humans.

Spinach is rich in antioxidants, which scientists say can counteract free radicals generated in the body during normal metabolism and exposure to environmental insults such as pollution, ultraviolet light and radiation. An excess of free radicals can damage cellular lipids, protein and DNA. Studies suggest that a lifelong accumulation of free radicals can slow mental processes in old age and may be a factor in Alzheimer's and Parkinson's diseases, Dr. Bickford said.

The second study, co-authored by Carmelina Gemma, PhD, of USF and James A. Haley VA Hospital, found that the benefit of a diet high in fruits and vegetables depends on the levels of antioxidant nutrients in the fruits and vegetables. Furthermore, the researchers suggest, the protective effect of antioxidants may be linked to their ability to reverse age-related accumulations of potentially harmful inflammatory substances in the brain.

The USF researchers compared three groups of older rats. One group ate a diet supplemented by spirulina, a blue-green algae high in antioxidant activity. The second group was fed a daily ration of apple, a food moderate in antioxidant activity, with their rat chow. The third group ate a cucumber-enriched diet, low in antioxidant activity.

Aged rats fed either spirulina-or apple-enriched diets for two weeks demonstrated improved neuron function, a suppression of inflammatory substances in the brain, and a decrease in malondialdehyde (MDA), a marker for oxidative damage. In fact, spirulina reversed the impairment in adrenergic neural function normally associated with aging. There was no improvement in rats fed a diet supplemented with cucumber.

"Not all foods are created equal," Dr. Bickford said. "Cucumbers taste good and have lots of fiber. But unlike spirulina and apples, they are not rich in phytochemicals that have antioxidant or anti-inflammatory effects in the brain."

The research has hopeful implications for the prevention of neurodegenerative disorders in an increasingly aging population, but still must be tested in humans, Dr. Bickford said.

Until then, the USF neuroscientist recommends that daily diets include a variety of richly colored fruits and vegetables — the most colorful ones tend to pack the greatest antioxidant punch. She favors spinach salads for lunch and routinely snacks on blueberries and strawberries.

"Studies like these are lending scientific credibility to what nutritionists, and our mothers, have been telling us for years," Dr. Bickford said. "Eat your fruits and vegetables. They're good for you!"

Researchers at the University of Colorado Health Sciences Center and Denver Veterans Affairs Medical Center contributed to the study on diets enriched with spirulina, apples and cucumbers.

Adapted from materials provided by University Of South Florida Health Sciences Center.

Read More..

Could Metals Help Treat Cancer?

A collaboration between chemists and biologists has made it possible to identify the effects of a new class of molecules, polyoxometalates (1), primarily composed of metals and oxygen. These molecules are very powerful inhibitors of a specific protein kinase, CK2, an enzyme that is overactive in a number of cancers. The enzyme's instrumental role in controlling cell proliferation and survival makes it an important target in the search for new medications.

These results have just been published in the journal Chemistry and Biology by chemists from the Institut de chimie moléculaire (CNRS / UPMC) and biologists from the Institut de recherche en technologies et sciences pour le vivant (iRTSV, CEA de Grenoble / CNRS / Inserm.)

Phosphorylation enzymes (2) , which include the protein kinase CK2, play a critical role in controlling cell proliferation. Deregulated protein kinase activity is implicated in a number of cancers, which has led to a recent surge in research on molecules that can inhibit the activity of these enzymes. The currently known CK2 inhibitors are all organic compounds that neutralize enzymatic activity by binding to its active site (3).

The contribution of the study carried out by the researchers at the Institut de chimie moléculaire and the Institut de recherche en technologies et sciences pour le vivant was to reveal a new class of CK2 inhibitors. The new inhibitors are inorganic molecules, polyoxometalates (POMs), primarily made up of metals (molybdenum and tungsten) and oxygen. They are the most powerful CK2 inhibitors yet discovered, working at very low (nanomolar) concentrations. In addition, the researchers showed that the mode of action of POMs, although not yet fully understood, is completely new. Unlike organic inhibitors, POMs do not bind to the active site of the enzyme.

This work opens up several areas for further research: clarifying the mechanism of action of these new molecules, finding the minimum molecular entity that can inhibit enzyme activity, and finally, given its importance in the health field, improving knowledge of how the enzyme CK2 works. In the longer term, these results could pave the way for new approaches to developing anti-cancer drugs.

Notes:

(1) Polyoxometalates are anionic inorganic metal oxide structures that have valuable catalytic properties.

(2) Phosphorylation enzymes called protein kinases can attach a phosphate group to proteins that may be inactive enzymes. The addition of the phosphate group can activate these “silent” enzymes. Protein kinases thus play a central role in controlling the activity of numerous enzymes in the cell.

(3) The active site of an enzyme is a particular region where the substrates bind together and enzymatic reactions takes place.

Read More..

Researchers Control Chemical Reactions One Molecule At A Time

Scientists at the University of California, Riverside showed that L. P. Hammett's 1937 prediction of the strength of different acids is directly transferable to the activation of individual molecules on metal surfaces using the tip of a scanning tunneling microscope (STM) as a nanoscale actuator.

Hammett's original prediction is a cornerstone of physical organic chemistry, which laid the foundation for many quantitative structure activity relationships that are now widely used in fields such as drug design and environmental toxicology.

Ludwig Bartels, an assistant professor of chemistry at UCR, used an STM to demonstrate that Hammett's concepts still hold true at a scale where molecules are individually guided one at a time and step-by-step through a chemical reaction.

An STM acquires the height profile of a surface at the atomic scale by guiding a needle across the surface in a process similar to how a blind person reads Braille. The dots it can resolve are no larger than individual atoms or molecules. Thus, it enables scientists to see images of individual atoms and molecules on metal and semiconductor surfaces. The same needle tip used for scanning can inject tailored electrical pulses into molecules that render portions of them reactive by modifying their chemical make up.

Bartels led a team of researchers whose findings are published in this week's issue of the Proceedings of the National Academies of Science in a paper titled Measurement of a Linear Free Energy Relationship One Molecule at a Time. Co-authors with Bartels are UCR graduate student Ki-Young Kwon, who performed the data analysis and interpretation, as well as UCR postdoctoral researchers Bommisetty Rao, who performed the bulk of the experiments, and Anwei Liu, who developed the Scanning Tunneling Microscope used for the experiments.

In detail, Bartels and his team found that identical electrical pulses activate the thiol group of benzenethiol molecules more or less readily depending on the nature and the position of substituents (such as bromine atoms or methyl moieties) on their benzene ring.

The activity of thiol groups is used to anchor molecules to metal electrodes in virtually all molecular electronics schemes proposed so far. The benzenethiols used in Bartels' study comprise a good model system for molecules used in molecular electronics and these findings may support future nanoscale assembly of "molectronic" devices - using molecular systems in electronics instead of silicon.

In 2000, researchers - including UCR's Bartels - found that the STM can assemble individual biphenyl molecules from elementary building blocks (iodobenzene) by a sequence of activation of the building blocks and transfer of the activated blocks to close proximity so that they can bind to one another chemically. But because scientists lacked control of the activation of potential building blocks, little progress has been made toward the assembly of larger and more useful molecules.

The new technique now shows how scientists can fine-tune the reactivity of groups of molecules.

"Ultimately, this may guide us how we can modify the linking groups in our starting molecules so that we can activate them separately, which will then allow us to activate one group, attach another molecule and, after that is accomplished, activate another group, so that we can attach a third molecule, and so on...," Bartels said.

The new finding offers a route to the design of building blocks whose reactivity is tailored to optimize the atomic-scale construction of complex and functional molecules on surfaces.
Adapted from materials provided by University Of California -

Read More..

All Alone, Ammonia And Hydrogen Chloride Use Negativity To Get Attached: Environmental Electrons Stimulate Acid-base Reactions

Electrons -- bits of negative energy that shock you when you touch a door handle -- spur the chemical reaction between an acid and a base, according to new results in the journal Science. The findings may help researchers someday precisely control chemistry in systems ranging from biology to energy technology.

The team of experimental and theoretical chemists from three research institutions used two of the simplest acids and bases -- hydrogen chloride and ammonia -- to investigate how the two react to form the product ammonium chloride in the absence of help from their surroundings. The result revealed that supplying or removing an extra electron -- not one already residing in the molecules -- can make the reaction go from acid and base to neutral molecule or back again.

"The dream of chemists is to control chemical reactions," says coauthor Greg Schenter of the Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in Richland, Wash. Adds coauthor Maciej Gutowski, formerly of PNNL and now at the Heriot-Watt University in Edinburgh, UK, "We want the reaction to happen when we want it to happen, and to go along a certain chemical pathway."

"We may be able to use this to get hydrogen out of the solid state, like in hydrogen storage materials," says Schenter. If so, that might lead to economic, safe and practical hydrogen-fueled automobiles. The fundamental result could help illuminate biological reactions as well, such as when radiation damages DNA within cells, says coauthor Kit Bowen of Johns Hopkins University in Baltimore, Md.

"Its value in my mind is that this reaction is a simple prototype. There are some very complicated reactions that occur this way," Bowen says. "It also shows that environmental effects are very important in reactivity."

The reaction is so common in everyday life that students to grandmothers are aware of it in some way. Many people know not to mix window cleaner and toilet bowl cleaner: compounds in each like to react, sometimes giving off dangerous fumes and leaving ammonium chloride in their wake. But what many people don't know is that if you take just one molecule each of the troublemakers, ammonia and hydrogen chloride, the two just can't get their act together.

In water, the reaction between ammonia (NH3) and hydrogen chloride (HCl) is a textbook example of acid-base chemistry most of us learn in high school. By its chemical nature, the nitrogen in ammonia prefers to be attached to four hydrogens rather than the mere three it has, so it steals the hydrogen from hydrogen chloride.

The theft leaves chloride alone and negative. But the nitrogen molecule (now called ammonium) has gained a positive charge from the stolen hydrogen, and that attracts the chloride. The attraction is not as strong as the so-called covalent bond between the nitrogen and its fan base, but the ammonium and chloride form an ionic bond, one that forms when opposites attract. To a chemist, this looks like NH4+Cl-.

But that's in a crowd -- not so in private. Previous research has shown that when one ammonia molecule exists in isolation with one hydrogen chloride molecule, nothing happens. All the necessary, classical components are there: positive hydrogens (also called protons) and negative electrons, but still, nothing happens. Researchers have long suspected additional electrons floating around in the high-volume environment could somehow help the ammonia and hydrogen chloride molecules to react. If so, an ammonium chloride in nature would really look like [NH4+Cl-]-.

"Extra electrons are everywhere," says computational chemist Schenter. "When you rub a balloon in your hair, you knock electrons off your hair and the balloon's surface and you get static electricity. You can't get away from them."

To test the idea, the experimentalists, led by physical chemist Bowen, had to do the reaction in reverse. First, they created a molecule of ammonium chloride adorned with an extra electron -- [NH4+Cl-]-. Using a beam of light, they then measured how easily different colors of light knocked off that electron. Losing the electron leaves behind an offkilter NH4+Cl-, which immediately rearranges into a cozy pair, NH3 and HCl.

With computer programs developed to understand the nature of chemical bonding and structure at the DOE's Environmental Molecular Sciences Laboratory on the PNNL campus, the theory and modeling team took that data and used it to gauge how closely the chloride's hydrogen was sidling up to the ammonia's nitrogen when the extra electron is around. The resulting picture showed how losing the surplus electron can cause ammonia and hydrogen chloride to transform into ammonium chloride.

"It's like a switch," says Schenter. "In the presence of electrons, it behaves one way. Without electrons, it behaves another way."

The researchers solved another riddle as well. Chemists have long wondered about that interaction between that cozy pair, one molecule of ammonia and one molecule of hydrogen chloride. The bond could be either ionic in nature or more like a so-called hydrogen bond, weaker than both ionic and covalent bonds but with characteristics of each. Comparing the data in the absence and presence of electrons, the theoretical team determined the types of arrangements the nitrogen, hydrogens and chloride could be in. From these, they concluded the molecules formed a hydrogen bond.

Understanding the reaction brings hope that chemistry will have a clean future. "If you can control the reaction, you can operate in a safe, environmentally friendly way," Gutowski says.

Reference: Soren N. Eustis, Dunja Radisic, Kit H. Bowen, Rafa³ A. Bachorz, Maciej Haranczyk, Gregory K. Schenter, Maciej Gutowski, Electron-Driven Acid-Base Chemistry: Proton Transfer from Hydrogen Chloride to Ammonia, Science, February 15, 2008, 10.1126/science.1151614.

This work was supported by the National Science Foundation and the Department of Energy's Offices of Basic Energy Sciences and Biological & Environmental Research, part of the Office of Science.

Read More..

Surprisingly, Chemists Find, Some Solvents Can Alter Chemical Bonds

New University at Buffalo research demonstrates that some solvents can significantly enhance certain acid-base interactions and strengthen the bonding interaction between two molecules when one is electron-deficient and one is electron-rich.

The research, published recently in the Journal of Physical Chemistry A, suggests a potentially powerful new tool for initiating these interactions, which occur in many important inorganic cluster complexes, including biological enzymes.

"Any time a chemist can focus chemistry at a particular bond and find a new way to weaken chemical bonds in order to initiate chemical reactions, that gives you leverage," said James F. Garvey, Ph.D., UB professor of chemistry and a co-author on the paper.

According to the UB researchers, solvent molecules surrounding Lewis acid-base complexes can significantly affect the strength of chemical bonds within that complex.

Lewis acids are molecules that act as electron-pair acceptors, while a Lewis base molecule will act as an electron-pair donor; the base donates electron density to the acid to form an acid-base complex.

"What was surprising was our observation that solvation made that interaction stronger, inducing the base to donate more electron density to the acid, thereby strengthening the bonding interaction," said Garvey.

In the UB studies, the solvent reaction actually changed the nature of the carbon-nitrogen bond between the Lewis acid (a benzene radical cation) and the Lewis base (ammonia).

"We found that when the chemical bond is generated by the mechanism of electron transfer, microsolvation can play a tremendous role in effecting the nature of that bond," said Garvey.

The experimental results were generated through molecular-beam studies of gas-phase ions using a tandem quadrupole mass spectrometer and were supported by calculations performed at UB's Center for Computational Research in the New York State Center of Excellence in Bioinformatics and Life Sciences.

The research was a collaborative effort among organic, physical and theoretical chemists in the UB Department of Chemistry.

In addition to Garvey, co-authors were Marek Freindorf, Ph.D., computational chemist at CCR; Thomas Furlani, Ph.D., professor and CCR director; Robert L. DeLeon, Ph.D., adjunct associate professor; John P. Richard, Ph.D., professor, and Chi-Tung Chiang, graduate student, all of the Department of Chemistry in the UB College of Arts and Sciences.

Funding was provided by grants from the National Institutes of Health.

Read More..

Chemists Set New World Record For Shortest Chemical Bond Between Metals

Chemists from the University of Delaware, in collaboration with a colleague at the University of Wisconsin, have set a new world record for the shortest chemical bond ever recorded between two metals, in this case, two atoms of chromium.

The distance? A minuscule 1.803 Ångstroms, which is on the order of a billionth of the thickness of a human hair.

The chemists weren't driven by the Guinness Book of World Records or even a friendly bet. As is often the case in science, they discovered the molecule, which has a quintuple (i. e., five-fold) bond, quite by accident.

“Sometimes things like this just happen,” said Klaus Theopold, professor and chairperson of the UD Department of Chemistry and Biochemistry.

Theopold and Kevin Kreisel, who graduated with his doctorate from UD in August and is now a postdoctoral researcher at the University of Wisconsin, made the finding, working with research associate Glenn Yap and postdoctoral fellow Olga Dmitrenko, both from UD, and Clark Landis, a colleague from the University of Wisconsin.

Theopold has been researching the chemistry of chromium for a long time. The metal is an important industrial catalyst for making plastics such as polyethylene.

“We discovered this interesting looking molecule and realized that it had an extremely short distance between the metal atoms,” Theopold said.

A rule-of-thumb in chemistry, Theopold said, is that bond length and bond strength go together, so it's likely that the metal-metal bond is a strong one, although Theopold said no one knows for sure.

“This molecule is probably not practically useful. We're not going to get a patent here or cure cancer,” Theopold noted. “Records define the range in which things can exist. It's just an interesting molecule from a fundamental scientific standpoint.”

And those teeny-tiny bonds do mark a new world record for chemistry.

Before the UD discovery, Theopold said, the last record, achieved by researchers at Texas A&M University, stood for nearly 30 years.

The research was reported in the Journal of the American Chemical Society.

Read More..

Secangkir Kopi dapat Bantu Atasi Mati Rasa

BEIJING--MI: Secangkir kopi kental mungkin memiliki lebih banyak khasiat daripada sekedar membuat orang terjaga hingga pagi hari, minuman itu juga dapat mencegah orang terserang multiple sclerosis/MS (sklerosa berganda).

Beberapa peneliti di Oklahoma mendapati tikus percobaan kelihatan terlindung dari kondisi seperti MS --mati rasa pada sekujur tubuh-- dengan meminum enam hingga delapan cangkir kopi per hari.

"Ini adalah temuan yang menggembirakan dan tak terduga, dan saya kira itu dapat menjadi penting bagi studi mengenai MS dan penyakit lain," kata Linda Thompson, dari Oklahoma Medical Researh Foundation.

Kafein mencegah adenosine, salah satu dari empat blok bangunan di dalam DNA, tercampur dengan reseptornya pada tikus. Adenosine adalah molekul umum pada manusia dan memainkan peran besar dalam membantu mengendalikan proses biokimia untuk tidur dan menekan kondisi terbangun.
Temuan tersebut dapat memiliki dampak penting bagi penyakit lain auto-imun seperti lupus dan radang sendi, kata peneliti itu. Namun, masih ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan dalam penelitian lebih lanjut karena tikus bukan manusia, sehingga mungkin tak terlalu meyakinkan apakah kafein akan memiliki dampak yang sama pada manusia yang mudah terserang MS tanpa ujicoba lebih lanjut.

Sebanyak 2,5 juta orang di seluruh dunia diduga menderita sklerosa berganda, gangguan pada sistem syaraf pusat --yang mengakibatkan hilangnya koordinasi otot. (Ant/OL-2)

Sumber:Media Indonesia (Kamis, 03 Juli 2008)

Read More..

Masak Pakai Sampah

Beruntungnya Nurul Sulistiyati, 38 tahun, bersuami Muhammad Nurhuda, 44 tahun. Bukan apa-apa, berkat suaminya itu Nurul kini tak perlu lagi terburu-buru membeli elpiji kalau api kompornya mulai redup.

Warga Jalan Kendalsari, Kecamatan Lowokwaru, Kota Malang, ini sudah menyiapkan kompor pengganti di dapurnya. Namanya kompor biomassa, yang bisa menyala dari serasah, kayu, dan sampah rumah tangga lainnya. "Nyala apinya bagus dan lebih hemat daripada minyak tanah atau elpiji," kata Nurul, Selasa pekan lalu.

Kompor berbahan baku biomassa padat ini asli ciptaan Nurhuda. Dosen fisika di Universitas Brawijaya itu membuatnya setelah sebulan penuh meneliti di laboratorium di kampusnya. Hasilnya, sebuah kompor berbahan bakar biomassa yang berbeda dengan kompor pada umumnya karena nyala api kompor tidak disertai asap yang bisa bikin istrinya batuk-batuk.

Sejatinya, Nurhuda tidak membuat kompor itu spesial untuk sang istri. Anggota Kelompok Kajian Sumber Energi Baru dan Terbarukan di universitasnya itu ingin membantu masyarakat mendapatkan bahan bakar murah dan mudah didapat. Terlebih setelah program konversi minyak tanah menjadi gas yang malah membuat jenis bahan bakar pertama langka dan yang kedua melambung harganya.

Nurhuda lalu memilih bahan bakar biomassa padat. Pilihannya ini didasari kenyataan bahwa sampah mudah diperoleh karena selalu tersedia setiap hari di setiap rumah dan lingkungan sekitarnya. Selain itu, beban lingkungan akibat banyaknya produksi sampah bisa dikurangi.

Kompor biomassa Nurhuda bukanlah yang pertama di Indonesia. Faktanya, kompor ini sudah tak lagi asing. Namun, Nurhuda menjelaskan, kompor-kompor biomassa yang ada mempunyai sejumlah kekurangan, seperti kualitas pembakaran yang jelek dan menimbulkan polusi. "Ini disebabkan oleh kesalahan dalam pemanfaatan biomassa," ujarnya.

Selama ini, pemakaian biomassa padat sebagai bahan bakar dilakukan dengan menjadikannya sebagai arang terlebih dulu melalui proses karbonisasi. Arang yang terbentuk kemudian dicetak menjadi briket. Menurut Nurhuda, cara itu tidak efektif. Saat pembakaran biomassa menjadi arang, asap yang dihasilkan tak saja menimbulkan polusi, tapi juga menjadi panas yang terbuang sia-sia.

Nurhuda membuat kompornya berbeda. Pembakaran dibuatnya dua tahap-dalam satu tempat atau kompor yang sama. Pertama, pembakaran bahan bakar. Api dalam tahap ini didesain hanya membakar sekeliling "paket" bahan bakar padat seraya menghalangi pasokan oksigen. Akibatnya, muncul asap yang sangat banyak dan jelaga yang ditimbulkan residu karbon.

Di sinilah tahap kedua berlangsung: pembakaran asap. Proses ini dimungkinkan karena asap mengandung gas seperti hidrogen, karbon monoksida, dan metan yang dapat terbakar.

Hasil pembakaran asap inilah yang menghasilkan api "netto" yang menyala lebih bersih dan berwarna biru yang muncul dari lubang di sekeliling kompor. "Semua komponen biomassa dari asap sampai arang digunakan untuk menghasilkan energi. Jadi hampir tak ada sisa pembakaran," kata pria bergelar doktor dari Universitas Bielefeld, Jerman, itu.

Untuk setiap paket--yang juga bisa dibuat sebagai briket--seberat 1 kilogram, kompor Nurhuda bisa menyala sampai satu jam. Panas yang dihasilkan, di antaranya, bisa untuk mendidihkan 12 liter air dalam waktu sekitar 35 menit.
Agus Nurrohim, ahli konservasi energi di Pusat Penelitian Teknologi Konversi dan Konservasi Energi, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, menyatakan baru mendengar mekanisme dua kali pembakaran seperti yang digunakan Nurhuda. Kebanyakan kompor berbahan bakar biomassa, menurut Agus, memang sangat tradisional dengan cara bakar langsung.

"Selain polutif, efisiensinya sangat rendah, yakni nilai kalor yang termanfaatkan hanya 12,5 persen dari massa yang digunakan," dia menjelaskan. "Sisanya losses dalam bentuk asap dan panas." Inilah, menurut Agus, yang menjadi kelemahan utama kompor yang memanfaatkan kelimpahan sampah dan limbah organik, yakni kandungan energinya yang rendah, "Sehingga hanya cocok untuk kebutuhan skala kecil."

Agus menyatakan, belum dapat dipastikan efisiensi kompor biomassa buatan Nurhuda. Yang pasti, hilangnya asap semestinya sudah satu langkah yang cukup berarti dalam pengembangan kompor model ini. "Sedangkan panas yang terbuang bisa dirasakan apakah kita merasa panas bila ada di sekitar tungku itu," ujarnya.

Sumber:Tempointeraktif (Rabu, 09 Juli 2008)

Read More..

Ilmuwan Jepang Bikin DNA Buatan

JAKARTA, SENIN - Para pakar kimia Jepang mengklaim telah berhasil menyusun DNA buatan dari molekul-molekul organik. Terobosan ini menjanjikan harapan baru untuk mengembangkan sejumlah teknologi tinggi. Misalnya, untuk mengembangkan terapi gen yang lebih akurat dan sesuai sasaran. DNA buatan juga menjadi kunci pengembangan komputer masa depan yang berbasis nanoteknologi.

DNA yang dikenal sebagai rangkaian molekul dalam bentuk spiral ganda (double helix) merupakan cetak biru kehidupan. Perannya sangat penting karena mengendalikan semua fungsi dalam tubuh makhluk hidup.

Secara alami, DNA tersusun dari empat jenis basa. DNA buatan yang dibuat para peneliti di Universitas Toyama, Jepang, juga tersusun dari empat jenis basa yang meniru DNA alami. Rangkaian basa di dalam medium gula membentuk struktur spiral ganda seperti DNA sebenarnya.

Para imuwan sudah mencoba merangkai DNA ke dalam sirkuit elektronika sederhana. Sejumlah ilmuwan juga bertahun-tahun mencoba meniru DNA buatan untuk memanfaatkan kemampuannya menyimpan informasi yang sangat kompleks, tapi terstruktur. Seperti DNA, arah spiral berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Para peneliti bahkan dapat membuat spiral rangkap tiga.

Struktur kimia yang unik dan sangat stabil ini sangat memungkinkan digunakan untuk mengembangkan berbagai material dan aplikasi bioteknologi. Demikian kesimpulan para peneliti yang akan memublikasikannya dalam Journal of the American Chemical Society edisi 23 Juli 2008.

Sumber : LIVESCIENCE

Read More..

Energi Alternatif, Perlu Dipetakan dan Diberi Insentif

MALANG, KAMIS - Selama ini sudah banyak energi alternatif selain ba han bakar minyak (BBM) yang diteliti dan ditemukan masyarakat Indonesia. Namun selama itu pula energi alternatif tersebut hanya sebatas hasil penelitian dan belum bisa diterapkan guna mengurangi ketergantungan bangsa pada BBM.

Selama ini energi alternatif yang telah ditemukan bangsa Indonesia belum bisa diaplikasikan karena tidak bisa bersaing dengan energi fosil seperti minyak bumi. Ini dikarenakan harga energi alternatif itu masih sangat mahal, tutur Ir Agus Nurrohim, Ph.D, Kepala Bidang Konservasi Energi Pusat Teknologi Konversi dan Konservasi Energi Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Kamis (15/5) dalam pembukaan pameran teknologi alternatif ramah lingkungan di Universitas Muhammadiyah Malang (UMM), Jawa Timur. Pameran itu berlangsung 15-17 Mei 2008 di Gedung Dome UMM.

Untuk itu Agus mengatakan bahwa salah satu solusi menekan mahalnya energi alternatif non BBM tersebut adalah dengan diberikannya insentif pada produk tersebut. Pemerintah seharusnya memberikan insentif pajak atau bea masuk terhadap komponen-komponen p enemuan energi alternatif itu. Setidaknya ini bisa menekan mahalnya harga produk tersebut, karena sebagian alatnya ada yang masih impor, ujar Agus.

Selain itu, persoalan lainnya menurut Agus bahwa energi alternatif itu seringnya ditemukan di daerah yang tidak padat penduduk misalnya pegunungan. Sehingga untuk membawa energi itu ke perkotaan membutuhkan dana yang sangat besar. Untuk itu yang lebih bagus adalah memanfaatkan energi alternatif dalam skala kecil-kecil namun banyak (semacam kluster). Jadi misalnya energi panas bumi di satu gunung hanya dipakai di sekitar gunung tersebut. Sehingga tidak memakan investasi yang sangat besar, ujarnya.

Selain itu, Agus menekankan perlu adanya pemetaan energi alternatif di setiap daerah. Selama ini yang terjadi adalah daerah kebanyakan belum memiliki prioritas energi alternatif yang sesuai dengan potensi di daerah tersebut. Mereka kebanyakan ikut-iku tan mengembangkan energi alternatif yang sukses dipakai di daerah lain. Padahal belum tentu satu daerah dengan daerah lain memiliki potensi energi alternatif yang sama, imbuh Agus.

Dengan pemataan dan pembagian energi alternatif per wilayah, Agus berharap setidaknya Indonesia bisa memenuhi target bahwa pada tahun 2025 Indonesia sudah memiliki pembangkit listrik tenaga panas bumi dengan kekuatan mencapai 9500 mega watt.

Di sinilah peran pemda dan universitas, dituntut bisa mewujudkan kerjasama membuat energi-energi alternatif terbarukan di wilayahnya, ujar Agus.

Gas Metana

Sementara itu hingga saat ini, Pemerintah Kota Malang belum juga bisa mewujudkan kerjasama pengelolaan gas metana di TPA Supit Urang. Di lahan seluas lebih kurang 10 hektar itu (ha) seharusnya potensi gas metana yang bisa dihasilkan cukup besar.

Sekarang kami masih dalam tahapan belajar ilmu dan teknologinya ke Belanda. Nanti setelah kita bisa mengadopsi ilmu dari sana, dan kira-kira biaya untuk menerapkannya di I ndonesia murah, maka bisa saja pengelolaan gas metana itu kita terapkan di Malang. Namun kalau kita tidak mungkin mengadopsi teknologi itu, mau bagaimana lagi?, ujar Nuzul Nurcahyono, Kepala Bagian Lingkungan Pemkot Malang.


Sumber:http://www.kompas.com/(Kamis, 15 Mei 2008)

Read More..

Guru, Murid, dan Sistem Kunci Keberhasilan

oleh: Prof Dr Ryoji Noyori:

Jakarta, Kompas - Tak mudah bagi Prof Dr Ryoji Noyori, penerima penghargaan Nobel bidang kimia tahun 2001 dari Universitas Nagoya, Jepang, untuk mengomentari mengapa iklim penelitian di Indonesia tidak berkembang. Padahal pengalamannya menunjukkan, secara individual kemampuan para peneliti Indonesia tidak berbeda dibandingkan dengan peneliti negara maju.

"Yang jelas, di Jepang pengembangan sumber daya manusia maupun pengembangan penelitian bertumpu pada tiga hal. Guru yang baik, murid yang baik, dan sistem yang baik pula," paparnya kepada wartawan, Selasa (3/2) di Jakarta. Ia khusus diundang Yayasan Sains Toray Indonesia (ITSF) untuk menghadiri penyerahan penghargaan iptek ke-10 di Ballroom Hotel Shangri-La, Jakarta.

Keprihatinan atas ketertinggalan sumber daya manusia, iklim penelitian, dan pengembangan iptek di Indonesia dibandingkan dengan negara lain memang mewarnai acara jumpa pers.

Menurut Presiden Lembaga Penelitian Kimia dan Fisika (RIKEN) sekaligus Profesor Universitas Nagoya itu, dengan guru, murid, dan sistem yang baik, Indonesia akan mampu mengejar ketertinggalannya dari negara-negara maju, seperti Amerika Serikat (AS) dan Jepang, dalam tempo 5-10 tahun.

"Saya bisa katakan gap kemampuan individualnya tidak jauh beda, namun secara global hasilnya berbeda antara Indonesia, AS, dan Jepang. Amerika pun bisa maju karena didukung para peneliti muda dari negara-negara Asia," kata profesor yang postdoctoral-nya diselesaikan di Universitas Harvard.

Di Jepang, misalnya, gaji guru cukup besar. Dalam tulisan Yusron Ihza di Kompas (30/4/1997) disebutkan, keistimewaan pendidikan Jepang adalah pengembangan wawasan, baik terhadap kehidupan sehari-hari maupun dunia yang lebih luas. Bahkan, untuk memupuk kesadaran tentang dunia luar ada kampanye kokusai-ka (internasionalisasi Jepang dalam segala hal), termasuk mengundang mahasiswa asing yang belajar di Jepang jadi guru tamu.

Sedangkan sistem mendukung dengan pematangan siswa lulusan S1 di pabrik, lembaga riset, maupun kantor swasta untuk bidang manajerial. Dana riset, alat peraga, murahnya harga buku, menjadi pendukung lain perkembangan sumber daya manusia dan penelitian.

Ryoji mengungkapkan, penelitian untuk menghasilkan sesuatu yang besar dan berharga juga lebih tepat dilakukan dengan kolaborasi dan kerja keras, tidak bersifat individual. Penelitian yang dihasilkan perlu dilanjutkan sampai mengarah ke sebuah aplikasi.

"Penelitian untuk menghasilkan penemuan baru tidak membutuhkan ongkos besar, tetapi justru pengembangannya menuntut biaya besar," ujarnya.

Di Indonesia

Mengenai sistem pendukung penelitian di Indonesia, penerima penghargaan Iptek Toray 2004 Dr Arief Budi Witarto MEng mengakui, sistem yang tidak mendukung penelitian di Indonesia membuat ia dan rekan-rekannya enggan menekuni penelitian.

Salah satu yang tidak mendukung itu adalah anggaran penelitian. Penggunaan anggaran selama ini ditentukan pihak administrasi, bukan peneliti yang bersangkutan. "Semestinya dikendalikan peneliti dengan dibantu administrasi sehingga bisa konsentrasi," ungkap peneliti Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) itu.

Sistem lain yang disorot Arief adalah penilaian karya. Di Indonesia, penilaian hasil penelitian lebih bersifat kuantitas, seperti tebal laporan dan jumlah halaman. Sementara di luar negeri, kualitas isi diutamakan.

"Salah satu ukuran kualitas penelitian di luar negeri adalah hasil penelitian yang dipublikasikan dibaca seberapa banyak orang. Di Indonesia masih sebatas laporan belaka," kata peneliti yang pernah 12 tahun belajar di Jepang itu.

Anggaran penelitian

Mengenai anggaran penelitian, Menteri Negara Riset dan Teknologi Hatta Radjasa mengakui masih jauh dari cukup. Pemerintah hingga saat ini memang belum mampu menyediakan dalam jumlah besar.

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan departemen riset dan LIPI, besar anggaran penelitian tahun 2004 hanya 0,05 persen dari pendapatan domestik bruto.

Jumlah itu terkecil di antara bangsa-bangsa di Asia. Keterbatasan ini masih dikenai pajak sehingga jumlahnya semakin kecil.

Sumber : Kompas (4 Februari 2004)

Read More..

Dibalik Lembutnya Es Krim

Ismunandar (Departemen Kimia FMIPA ITB)

Membayangkan es krim akan terbayang kelembutan dan ke-yummy-an rasanya. Untuk membuat dan menyimpan es krim sehingga kelembutan dan rasa yummy-nya terpelihara, kuncinya adalah kimia. Tanpa sifat koligatif larutan atau sifat-sifat koloid tidak mungkin es krim lezat bisa diproduksi.

Struktur dan kandungan es krim

Es krim tidak lain berupa busa (gas yang terdispersi dalam cairan) yang diawetkan dengan pendinginan. Walaupun es krim tampak sebagai wujud yang padu, bila dilihat dengan mikroskop akan tampak ada empat komponen penyusun, yaitu padatan globula lemak susu, udara (yang ukurannya tidak lebih besar dari 0,1 mm), kristal-kristal kecil es, dan air yang melarutkan gula, garam, dan protein susu (Gambar 1).

Berbagai standar produk makanan di dunia membolehkan penggelembungan campuran es krim dengan udara sampai volumenya menjadi dua kalinya (disebut dengan maksimum 100 persen overrun). Es krim dengan kandungan udara lebih banyak akan terasa lebih cair dan lebih hangat sehingga tidak enak dimakan.

Bila kandungan lemak susu terlalu rendah, akan membuat es lebih besar dan teksturnya lebih kasar serta terasa lebih dingin. Emulsifier dan stabilisator dapat menutupi sifat-sifat buruk yang diakibatkan kurangnya lemak susu dan dapat memberi rasa lengket.

Alat pembuat es krim

Nancy Johnson dari Philadelphia adalah orang yang pertama menciptakan alat pembuat es krim. Alat yang ia ciptakan adalah ember dari kayu yang di dalamnya ada wadah lebih kecil dari logam. Wadah logam ini dapat diputar dengan menggunakan pedal. Ruang di antara wadah kecil dan ember kayu diisi dengan campuran es dan garam. Alat-alat yang modern saat ini pun masih menggunakan prinsip yang sama (Gambar 2).

Pembuatan es krim sebenarnya sederhana saja, yakni mencampurkan bahan-bahan dan kemudian mendinginkannya. Air murni pada tekanan 1 atmosfer akan membeku pada suhu 0�C. Namun, bila ke dalam air dilarutkan zat lain, titik beku air akan menurun. Jadi, untuk membekukan adonan es krim pun memerlukan suhu di bawah 0�C. Misalkan adonan es krim dimasukkan dalam wadah logam, kemudian di ruang antara ember kayu dan wadah logam dimasukkan es.

Awalnya, suhu es itu akan kurang dari 0�C (coba cek hal ini dengan mengukur suhu es yang keluar dari lemari pendingin). Namun, permukaan es yang berkontak langsung dengan udara akan segera naik suhunya mencapai 0�C dan sebagiannya akan mencair. Suhu campuran es dan air tadi akan tetap 0�C selama esnya belum semuanya mencair. Seperti disebut di atas, jelas campuran es krim tidak membeku pada suhu 0�C akibat sifat koligatif penurunan titik beku.

Bila ditaburkan sedikit garam ke campuran es dan air tadi, kita mendapatkan hal yang berbeda. Air lelehan es dengan segera akan melarutkan garam yang kita taburkan. Dengan demikian, kristal es akan terapung di larutan garam. Karena larutan garam akan mempunyai titik beku yang lebih rendah dari 0�C, es akan turun suhunya sampai titik beku air garam tercapai. Dengan kata lain, campuran es krim tadi dikelilingi oleh larutan garam yang temperaturnya lebih rendah dari 0�C sehingga adonan es krim itu akan dapat membeku.

Tetapi, tunggu dulu! Kalau campuran itu hanya dibiarkan saja mendingin tidak akan dihasilkan es krim, melainkan gumpalan padat dan rapat berisi kristal-kristal es yang tidak akan enak kalau dimakan. Bila diinginkan es krim yang enak di mulut, selama proses pembekuan tadi adonan harus diguncang-guncang. Pengocokan atau pengadukan campuran selama proses pembekuan merupakan kunci dalam pembuatan es krim yang baik.

Proses pengguncangan ini bertujuan ganda. Pertama, untuk mengecilkan ukuran kristal es yang terbentuk; semakin kecil ukuran kristal esnya, semakin lembut es krim yang terbentuk. Kedua, dengan proses ini akan terjadi pencampuran udara ke dalam adonan es krim. Gelembung-gelembung udara yang tercampur ke dalam adonan inilah yang menghasilkan busa yang seragam (homogen).

Peran emulsifier

Metode sederhana pengadukan dan pendinginan secara serempak ini ternyata menimbulkan masalah lain. Krim pada dasarnya terdiri atas globula kecil lemak yang tersuspensi dalam air. Globula-globula ini tidak saling bergabung sebab masing-masing dikelilingi membran protein yang menarik air, dan airnya membuat masing-masing globula tetap menjauh. Pengadukan akan merusak membran protein yang membuat globula lemak tadi kemudian dapat saling mendekat. Akibatnya, krim akan naik ke permukaan. Hal seperti ini diinginkan bila yang akan dibuat adalah mentega atau minyak, tetapi jelas tidak diinginkan bila yang akan dibuat es krim.

Penyelesaian sederhananya adalah dengan menambahkan emulsifier pada campuran. Molekul emulsifier akan menggantikan membran protein, satu ujung molekulnya akan melarut di air, sedangkan ujung satunya akan melarut di lemak. Lecitin, molekul yang terdapat dalam kuning telur, adalah contoh emulsifier sederhana. Oleh karena itu, salah satu bahan pembuat es krim adalah kuning telur. Selain itu, dapat digunakan mono- atau di-gliserida atau polisorbat yang dapat mendispersikan globula lemak dengan lebih efektif.

Dapat dibuat di wadah meriam

Karena prinsip pembuatan yang sangat sederhana itulah, maka pernah ada kejadian yang lucu dalam pembuatan es krim. Pilot Angkatan Udara Amerika pada saat Perang Dunia II (zaman itu di medan perang tentu sukar untuk mendapatkan es krim) kreatif membuat es krim dengan menggunakan wadah meriam! Para penerbang ini mengamati dan mendapatkan bahwa wadah meriam ternyata mempunyai suhu dan tingkat getaran yang cocok untuk menghasilkan es krim. Jadi, setiap kali mereka berangkat menyerang lawan, tak lupa mereka menempatkan satu wadah besar berisi adonan es krim. Hasilnya dalam perjalanan pulang dari penyerangan mereka akan dapat menikmati es krim yang sedap.

Penyimpanan es krim

Bila es krim tidak disimpan dengan baik, sebagian es krim yang mencair akan membentuk kristal es yang lebih besar dan ketika kembali dimasukkan ke pendingin kristal esnya akan tumbuh membesar. Hal ini akan mengakibatkan teksturnya menjadi semakin kasar dan tidak enak di mulut. Selain itu, sebenarnya pengasaran tekstur ini bisa juga diakibatkan karena laktosa (gula susu) akan mengkristal dari larutan dan sukar melarut kembali.

Untuk mengatasi hal ini, bila selesai makan (sebelum menyimpan kembali), dapat ditaburkan sedikit gum atau serbuk selulosa di atas es krim. Serbuk-serbuk itu akan menyerap kuat air yang mencair sehingga pembentukan kristal es yang besar dapat dicegah.

Gambar :

1. Es krim bila dilihat dengan mikroskop, lihat skala di gambar kiri 100 mikrometer. Di gambar kanan dalam skala yang lebih besar diperlihatkan komponen-komponennya: kristal es (warna biru-C), gelembung udara (A), gumpalan lemak (F), dan larutan yang mengandung gula, garam, dan protein susu (S, kuning).
2. Alat pembuat es krim konvensional (kiri) dan yang modern (kanan).

Sumber : Kompas (3 Desember 2004

Read More..

Antioksidan dan Radikal Bebas

Oleh Dinna Sofia
Mahasiswa Kimia FMIPA Universitas Lampung

鄭ktivitas antioksidan dalam segelas air teh sama dengan 7 buah apel.・Kalimat ini berasal dari iklan teh celup yang ditayangkan oleh televisi. Antioksidan di sini menjadi salah satu bahan persuasi terhadap konsumen agar membeli produk yang dipromosikan. Namun jika line layanan konsumen kurang memuaskan dalam menjawab segala sesuatunya tentang antioksidan, semoga tulisan ini dapat memberikan informasi yang berguna tentang antioksidan.

Antioksidan sebenarnya didefinisikan sebagai inhibitor yang bekerja menghambat oksidasi dengan cara bereaksi dengan radikal bebas reaktif membentuk radikal bebas tak reaktif yang relatif stabil. Tetapi mengenai radikal bebas yang berkaitan dengan penyakit, akan lebih sesuai jika antioksidan didefinisikan sebagai senyawa-senyawa yang melindungi sel dari efek berbahaya radikal bebas oksigen reaktif.

Efek berbahaya radikal bebas

Saat ini ditemukan bahwa ternyata radikal bebas berperan dalam terjadinya berbagai penyakit. Hal ini dikarenakan radikal bebas adalah spesi kimia yang memiliki pasangan elektron bebas di kulit terluar sehingga sangat reaktif dan mampu bereaksi dengan protein, lipid, karbohidrat, atau DNA. Reaksi antara radikal bebas dan molekul itu berujung pada timbulnya suatu penyakit.

Efek oksidatif radikal bebas dapat menyebabkan peradangan dan penuaan dini. Lipid yang seharusnya menjaga kulit agar tetap segar berubah menjadi lipid peroksida karena bereaksi dengan radikal bebas sehingga mempercepat penuaan. Kanker pun disebabkan oleh oksigen reaktif yang intinya memacu zat karsinogenik, sebagai faktor utama kanker. Selain itu, oksigen reaktif dapat meningkatkan kadar LDL (low density lipoprotein) yang kemudian menjadi penyebab penimbunan kolesterol pada dinding pembuluh darah. Akibatnya timbullah atherosklerosis atau lebih dikenal dengan penyakit jantung koroner. Di samping itu penurunan suplai darah atau ischemic karena penyumbatan pembuluh darah serta Parkinson yang diderita Muhammad Ali menurut patologi juga dikarenakan radikal bebas.

Tipe radikal bebas turunan oksigen reaktif sangat signifikan dalam tubuh. Oksigen reaktif ini mencakup superoksida (O`2), hidroksil (`OH), peroksil (ROO`), hidrogen peroksida (H2O2), singlet oksigen (O2), oksida nitrit (NO`), peroksinitrit (ONOO`) dan asam hipoklorit (HOCl).

Sumber radikal bebas

Sumber radikal bebas, baik endogenus maupun eksogenus terjadi melalui sederetan mekanisme reaksi. Yang pertama pembentukan awal radikal bebas (inisiasi), lalu perambatan atau terbentuknya radikal baru (propagasi), dan tahap terakhir (terminasi), yaitu pemusnahan atau pengubahan menjadi radikal bebas stabil dan tak reaktif.

Penjelasan mengenai sumber radikal bebas endogenus ini sangat bervariasi. Sumber endogenus dapat melewati autoksidasi, oksidasi enzimatik, fagositosis dalam respirasi, transpor elektron di mitokondria, oksidasi ion-ion logam transisi, atau melalui ischemic. Autoksidasi adalah senyawa yang mengandung ikatan rangkap, hidrogen alilik, benzilik atau tersier yang rentan terhadap oksidasi oleh udara. Contohnya lemak yang memproduksi asam butanoat, berbau tengik setelah bereaksi dengan udara. Oksidasi enzimatik menghasilkan oksidan asam hipoklorit. Di mana sekitar 70-90 % konsumsi O2 oleh sel fagosit diubah menjadi superoksida dan bersama dengan `OH serta HOCl membentuk H2O2 dengan bantuan bakteri. Oksigen dalam sistem transpor elektron menerima 1 elektron membentuk superoksida. Ion logam transisi, yaitu Co dan Fe memfasilitasi produksi singlet oksigen dan pembentukan radikal `OH melalui reaksi Haber-Weiss: H2O2 + Fe2+ ---> `OH + OH- + Fe3 +. Secara singkat, xantin oksida selama ischemic menghasilkan superoksida dan xantin. Xantin yang mengalami produksi lebih lanjut menyebabkan asam urat.

Sedangkan sumber eksogenus radikal bebas yakni berasal dari luar sistem tubuh, diantaranya sinar UV. Sinar UVB merangsang melanosit memproduksi melanin berlebihan dalam kulit, yang tidak hanya membuat kulit lebih gelap, melainkan juga berbintik hitam. Sinar UVA merusak kulit dengan menembus lapisan basal yang menimbulkan kerutan.

Penggolongan Antioksidan

Untuk memenuhi kebutuhan antioksidan, sebelumnya kita perlu mengenal penggolongan antioksidan itu sendiri. Antioksidan terbagi menjadi antioksidan enzim dan vitamin. Antioksidan enzim meliputi superoksida dismutase (SOD), katalase dan glutation peroksidase (GSH.Prx). Antioksidan vitamin lebih populer sebagai antioksidan dibandingkan enzim. Antioksidan vitamin mencakup alfa tokoferol (vitamin E), beta karoten dan asam askorbat (vitamin C).

Superoksida dismutase berperan dalam melawan radikal bebas pada mitokondria, sitoplasma dan bakteri aerob dengan mengurangi bentuk radikal bebas superoksida. SOD murni berupa peptida orgoteina yang disebut agen anti peradangan. Kerja SOD akan semakin aktif dengan adanya poliferon yang diperoleh dari konsumsi teh. Enzim yang mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen adalah katalase. Fungsinya menetralkan hidrogen peroksida beracun dan mencegah formasi gelembung CO2 dalam darah.

Antioksidan glutation peroksidase bekerja dengan cara menggerakkan H2O2 dan lipid peroksida dibantu dengan ion logam-logam transisi. GSH.Prx mengandung Se. Sumber Se ada pada ikan, telur, ayam, bawang putih, biji gandum, jagung, padi, dan sayuran yang tumbuh di tanah yang kaya akan Se. Dosis Se yang terlalu tinggi bersifat racun.

Vitamin E dipercaya sebagai sumber antioksidan yang kerjanya mencegah lipid peroksidasi dari asam lemak tak jenuh dalam membran sel dan membantu oksidasi vitamin A serta mempertahankan kesuburan. Vitamin E disimpan dalam jaringan adiposa dan dapat diperoleh dari minyak nabati terutama minyak kecambah, gandum, kacang-kacangan, biji-bijian, dan sayuran hijau.

Sebagai antioksidan, beta karoten adalah sumber utama vitamin A yang sebagian besar ada dalam tumbuhan. Selain melindungi buah-buahan dan sayuran berwarna kuning atau hijau gelap dari bahaya radiasi matahari, beta karoten juga berperan serupa dalam tubuh manusia. Beta karoten terkandung dalam wortel, brokoli, kentang, dan tomat.

Antioksidan yang berasal dari sumber hewani walaupun menjadi penyumbang minoritas tetapi peranannya tidak dapat disepelekan begitu saja. Hal yang mengejutkan ada pada astaxanthin yang tergolong karoten. Menurut para ahli, astaxanthin 1000 kali lebih kuat sebagai antioksidan daripada vitamin E. Udang, ikan salmon, kerang merupakan sumber potansial astaxanthin. Tetapi kandungan astaxanthin terbanyak ada pada sejenis mikroalga, yaitu Haematococos pluvalis. Astaxanthinnya melindungi alga dari perubahan lingkungan seperti tingginya foto oksidasi ultraviolet dan evaporasi. Aktivitas antioksidan ini bekerja melawan lipid peroksida dan bahaya oksidasi LDL kolesterol maupun UV, serta membantu penglihatan, respon kekebalan, reproduksi dan pigmentasi bagi alga.

Sedangkan asam askorbat mudah dioksidasi menjadi asam dehidroaskorbat. Dengan demikian maka vitamin C juga berperan dalam menghambat reaksi oksidasi yang berlebihan dalam tubuh dengan cara bertindak sebagai antioksidan. Vitamin C terkandung dalam sayuran berwarna hijau dan buah-buahan.

Di samping penggolongan antioksidan di atas, ada pula senyawa lain yang dapat menggantikan vitamin E, yaitu flavonoid. Hal ini dikemukakan oleh Department of Environmental and Molecular Toxicology, Oregon State University. Flavonoid merupakan senyawa polifenol yang terdapat pada teh, buah-buahan, sayuran, anggur, bir dan kecap. Aktivitas antioksidan flavonoid tergantung pada struktur molekulnya terutama gugus prenil (CH3)2C=CH-CH2-. Dalam penelitian menunjukkan bahwa gugus prenil flavonoid dikembangkan untuk pencegahan atau terapi terhadap penyakit-penyakit yang diasosiasikan dengan radikal bebas.

Dari penjabaran di atas, setidaknya kita telah dapat mengetahui berbagai sumber antioksidan berikut mengapa antioksidan diperlukan bagi kesehatan. Prevention is much better than curation, however. Jadi, mulailah dengan menjaga kesehatan dari makanan dan minuman yang kita konsumsi setiap hari.

Read More..

Rokok, Laboratorium Reaksi Kimia Berbahaya

Oleh Sinly Evan Putra
Mahasiswa Kimia FMIPA Universitas Lampung

Sangat ironis memang bahwa manusia sangat memperhatikan keseimbangan alam akibat proses pembakaran bahan bakar oleh industri yang mengeluarkan polusi, tetapi dilain pihak orang-orang dengan sengaja mengalirkan gas produksi pembakaran rokok ke paru-paru mereka.

Kebiasaan merokok telah menjadi budaya diberbagai bangsa di belahan dunia. Mayoritas perokok diseluruh dunia ini, 47 persen adalah populasi pria sedangkan 12 persen adalah populasi wanita dengan berbagai kategori umur. Latar belakang merokok beraneka ragam, di kalangan remaja dan dewasa pria adalah faktor gengsi dan agar disebut jagoan, malahan ada salah satu pepatah menarik yang digunakan sebagai pembenar atas kebiasaan merokok yaitu `ada ayam jago diatas genteng, ngga merokok ngga ganteng`. Sedangkan kalangan orang tua, stres dan karena ketagihan adalah faktor penyebab keinginan untuk merokok.

Berbagai alasan dan faktor penyebab untuk merokok diatas biasanya kalah seandainya beradu argumen dengan pakar yang ahli tentang potensi berbahaya atas apa ditimbulkan dari kebiasaan merokok baik bagi dirinya sendiri, orang lain dan lingkungan. Harus diakui banyak perokok yang mengatakan bahwa merokok itu tidak enak tetapi dari sekian banyak pamflet, selebaran, kampanye anti rokok, sampai ke bungkus rokoknya diberi peringatan akan bahaya kesehatan dari rokok, tetap tak bisa mengubris secara massal berkurangnya kebiasaan merokok dan jumlah perokok

Tulisan ini mungkin sama nasibnya dengan kumpulan aksi anti rokok yang didengungkan seperti diatas, tetapi saya mencoba membahasnya dari sudut kimia sesuai dengan literatur yang dipunyai, dengan harapan pembaca situs ini yang mayoritas dari jurusan kimia akan lebih mudah memahami ketimbang saya membahas dari sudut kesehatan, lingkungan atau industri. Sehingga mudah-mudahan setelah membaca artikel ini.setidaknya ada beberapa orang dapat berhenti merokok.

Rokok dan Reaksi Kimia (Pembakaran)

Proses pembakaran rokok tidaklah berbeda dengan proses pembakaran bahan-bahan padat lainnya. Rokok yang terbuat dari daun tembakau kering, kertas dan zat perasa, dapat dibentuk dari unsur Carbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) dan Sulfur (S) serta unsur-unsur lain yang berjumlah kecil. Rokok secara keseluruhan dapat diformulasikan secara kimia yaitu sebagai (CvHwOtNySzSi).

Dua reaksi yang mungkin terjadi dalam proses merokok

Pertama adalah reaksi rokok dengan oksigen membentuk senyawa-senyawa seperti CO2, H2O, NOx, SOx, dan CO. Reaksi ini disebut reaksi pembakaran yang terjadi pada temperatur tinggi yaitu diatas 800oC. Reaksi ini terjadi pada bagian ujung atau permukaan rokok yang kontak dengan udara.

CvHwOtNySzSi + O2 -> CO2+ NOx+ H2O + SOx + SiO2 (abu) ((pada suhu 800oC))

reaksi pembakaran rokok

Reaksi yang kedua adalah reaksi pemecahan struktur kimia rokok menjadi senyawa kimia lainnya. Reaksi ini terjadi akibat pemanasan dan ketiadaan oksigen. Reaksi ini lebih dikenal dengan pirolisa. Pirolisa berlangsung pada temperatur yang lebih rendah dari 800oC. Sehingga rentang terjadinya pirolisa pada bagian dalam rokok berada pada area temperatur 400-800oC. Ciri khas reaksi ini adalah menghasilkan ribuan senyawa kimia yang strukturnya komplek.

CvHwOtNySzSi -> 3000-an senyawa kimia lainnya + panas produk ((pada suhu 400-800oC))
reaksi pirolisa

Walaupun reaksi pirolisa tidak dominan dalam proses merokok, tetapi banyak senyawa yang dihasilkan tergolong pada senyawa kimia yang beracun yang mempunyai kemampuan berdifusi dalam darah. Proses difusi akan berlangsung terus selagi terdapat perbedaan konsentrasi. Tidak perlu disangkal lagi bahwa titik bahaya merokok ada pada pirolisa rokok. Sebenarnya produk pirolisa ini bisa terbakar bila produk melewati temperatur yang tinggi dan cukup akan Oksigen. Hal ini tidak terjadi dalam proses merokok karena proses hirup dan gas produk pada area temperatur 400-800oC langsung mengalir kearah mulut yang bertemperatur sekitar 37oC.

Rokok dan proses penguapan uap air dan nikotin

Selain reaksi kimia, juga terjadi proses penguapan uap air dan nikotin yang berlangsung pada temperatur antara 100-400oC. Nikotin yang menguap pada daerah temperatur di atas tidak dapat kesempatan untuk melalui temperatur tinggi dan tidak melalui proses pembakaran. Terkondensasinya uap nikotin dalam gas tergantung pada temperatur, konsentrasi uap nikotin dalam gas dan geometri saluran yang dilewati gas.

Pada temperatur dibawah 100oC nikotin sudah mengkondensasi, jadi sebenarnya sebelum gas memasuki mulut, kondensasi nikotin telah terjadi. Berdasarkan keseimbangan, tidak semua nikotin dalam gas terkondensasi sebelum memasuki mulut sehingga nantinya gas yang masuk dalam paru-paru masih mengandung nikotin. Sesampai di paru-paru, nikotin akan mengalami keseimbangan baru, dan akan terjadi kondensasi lagi.

Jadi, ditinjau secara proses pembakaran, proses merokok tidak ada bedanya dengan proses pembakaran kayu di dapur, proses pembakaran minyak tanah di kompor, proses pembakakaran batubara di industri semen, proses pembakaran gas alam di industri pemanas baja dan segala proses pembakaran yang melibatkan bahan bakar dan oksigen. Sangat ironis memang bahwa manusia sangat memperhatikan keseimbangan alam akibat proses pembakaran bahan bakar oleh industri yang mengeluarkan polusi, tetapi dilain pihak orang-orang dengan sengaja mengalirkan gas produksi pembakaran rokok ke paru- paru mereka.

Jumlah kematian dan klaim perokok Menurut penelitian Organisasi Kesehatan dunia (WHO), setiap satu jam, tembakau rokok membunuh 560 orang diseluruh dunia. Kalau dihitung satu tahun terdapat 4,9 juta kematian didunia yang disebabkan oleh tembakau rokok. Kematian tersebut tidak terlepas dari 3800 zat kimia, yang sebagian besar merupakan racun dan karsinogen (zat pemicu kanker), selain itu juga asap dari rokok memiliki benzopyrene yaitu partikel-partikel karbon yang halus yang dihasilkan akibat pembakaran tidak sempurna arang, minyak, kayu atau bahan bakar lainnya yang merupakan penyebab langsung mutasi gen. Hal ini berbanding terbalik dengan sifat output rokok sendiri terhadap manusia yang bersifat abstrak serta berbeda dengan makanan dan minuman yang bersifat nyata dalam tubuh dan dapat diukur secara kuantitatif.

Selain mengklaim mendapatkan kenikmatan dari output rokok, perokok juga mengklaim bahwa rokok dapat meningkatan ketekunan bekerja, meningkatkan produktivitas dan lain-lain. Tetapi klaim ini sulit untuk dibuktikan karena adanya nilai abstrak yang terlibat dalam output merokok. Para ahli malah memperkirakan bahwa rokok tidak ada hubunganya dengan klaim-klaim di atas. Malah terjadi sebaliknya, menurunnya produktiviats seseorang karena merokok akibat terbaginya waktu bekerja dan merokok. Selain itu berdasarkan penelitian terbaru menyatakan bahwa merokok dapat menurunkan IQ. (dari pelbagai sumber)

Read More..

Hubungan antara Vitamin C dan flu

Oleh Ambara Rachmat Pradipta
Mahasiswa program Master Universitas Osaka, Jepang

Banyak diantara kita yang ketika kita terserang flu segera berfikir untuk meminum jus jeruk atau suplemen vitamin C. Tetapi apakah cara tersebut memang efektif untuk menyembuhkan flu?

Buah jeruk, grapefruits dan makanan lainnya yang mengandung vitamin C memang bermanfaat bagi kesehatan tubuh. Tetapi setelah berbagai penelitian dilakukan, diperoleh kesimpulan bahwa vitamin C hanya memiliki sedikit efek untuk menyembuhkan ataupun mencegah penyakit flu.

Penelitian terbaru mengenai vitamin C, yang dipublikasi sekitar awal tahun ini dalam Cochrane Database of Systematic Reviews, mengevaluasi berbagai penelitian mengenai vitamin C yang telah selama beberapa dekade terakhir, yang melibatkan 11.000 subjek yang mengkonsumsi 200 mg atau lebih vitamin C setiap harinya. (Batas konsumsi vitamin C yang direkomendasikan oleh pemerintah Amerika adalah 60 mg per hari). Hasil penelitian menunjukkan bahwa vitamin C hanya sedikit berpengaruh untuk mengurangi atau mengobati sakit flu pada sebagian besar populasi. Tetapi bagaimanapun, hasil penelitian terhadap sebagian besar kelompok orang yang sering mengalami stress fisik (seperti atlet maraton, anggota militer dsb) menunjukkan bahwa vitamin C dapat menurunkan resiko mereka untuk terjangkit penyakit flu. Jika para atlet tersebut menkonsumsi vitamin C sesuai dosis yang dianjurkan setiap hari, maka kemungkinan mereka untuk terjangkit penyakit flu akan berkurang 50%.

Untuk orang-orang normal seperti kita, bagaimanapun juga meminum jus jeruk tidak akan terlalu banyak berpengaruh untuk mencegah penyakit flu. Seperti dikatakan Robert Douglas (Presiden The Public Health Association di Australia), 笛utaan orang yang mengkonsumsi vitamin C dengan dosis tinggi dengan asumsi bahwa akan mencegah penyakit flu sebenarnya tidak memiliki landasan yang kuat・

Lalu bagaimana awal ceritanya sehingga vitamin C dihubungkan dengan obat flu?

Semuanya berawal dari Linus Pauling - seorang peraih Nobel Kimia yang hidup dari tahun 1901 hinga 1994. Pada tahun 1970, Pauling menulis buku ・I>Vitamin C and the Common Cold,・yang mempopulerkan pernyataan bahwa jenis vitamin tersebut dapat mencegah seseorang terjangkit penyakit-penyakit ringan. Tetapi menurut Thomas Hager - penulis biografi Linus Pauling - 釘uku tersebut diterbitkan dengan latar belakang sains yang kurang baik, dan tidak ada bukti yang mendukung pernyataan tersebut・

撤auling menerbitkan buku yang sangat berpengaruh tersebut tanpa menuliskan sedikitpun mengenai jurnal ilmiah di judul dan referensinya serta tanpa bukti yang cukup・ tambah Thomas Hager.

Walaupun efek dari vitamin C untuk menyembuhkan penyakit flu tidak ada, tetapi dokter hanya sedikit termotivasi untuk memperbaiki pernyataan mengenai vitamin C tersebut, dikarenakan konsumsi vitamin C bukanlah suatu ancaman bagi kesehatan publik. (Bahkan, beberapa penelitian telah menghubungkan sifat antioksidan dari vitamin C dengan mengurangi resiko kanker).

Lagi pula menurut Professor Arnold Monto - Professor Epidemiologi di University of Michigan's School of Public Health, akan lebih baik untuk tidak membuat publik menjadi anti terhadap vitamin C, lagi pula konsumsi vitamin C tidak akan membahayakan kesehatan manusia. 適onsumsi vitamin C akan memberikan dampak baik, dan tidak akan berbahaya bagi kesehatan・ tambah Professor Monto.

Disadur dari Newsweek web exclusive (Sarah Kliff)

Read More..

Kandungan Bahan Kimia Dalam Tinta Tatto

Oleh Rahma Dewi

Dewasa ini mentato badan bukan merupakan hal yang menakutkan bagi para remaja muda atau dewasa, dengan alasan seni atau apapun. Mereka rela mentato bagian tubuh mereka, bahkan di bagian yang seharusnya tertutup termasuk juga kaum wanita. Terlepas dari apa pun, tentunya kita semua ingin tahu bagaimana proses pembuatan tato itu sendiri, bagaimana kulit mereka yang halus terukir dengan beraneka warna dan corak? Reaksi apakah yang terjadi pada kulit mereka? Bagaimana kandungan pewarna atau tintanya? Apakah ia berbahaya bagi pemakainya? Untuk mengetahuinya mari kita lanjutkan uraian di bawah ini.

Apakah tinta tatto itu? Apakah ia berbahaya?

Tinta tatto adalah zat pewarna yang berisi pigmen. Itu jawaban yang paling singkat. Namun jenis zat pewarna serta kandungan utama tidak dapat kita jawab seratus persen dengan tepat karena perusahaan yang memproduksi tinta dan pigmen tidak di wajibkan dan diharuskan untuk menguraikannya ke khalayak umum tentang kandungan produk tinta yang mereka produksi, karena tinta memang bukan untuk kosumsi atau obat bagi manusia.

Sebagian tinta tattoo secara teknis bukan merupakan tinta pada umumnya. Tinta tattoo adalah pigmen yang tersuspensi dalam cairan khusus (carrier solution). Sedangkan pigmen itu sendiri tidak semuanya berasal dari tumbuhan, namun juga sebagian terbuat dari logam dalam bentuk garam-garamnya, dan polimer tertentu. Pigmen-pigmen inilah yang nantinya akan menentukan warna pada tattoo. Tujuan dari larutan pensuspensi atau (carrier solution) selain sebagai pelarut pigmen juga bertujuan sebagai pendesinfektan pada pigmen yang terlarut, meratakan pencampuran, dan memastikan kemudahan aplikasi kegunaanya.

Karena kandungan tinta yang berupa pigmen sintesis inilah tinta tattoo diragukan keselamatannya dalam penggunaanya. Selain itu yang menjadi perhatian penting adalah proses penyuntikan tinta kedalam kulit yang di ragukan kehigenisannya. Oleh sebab itu sangat penting untuk mengetahui kandungan tinta tattoo baik berupa jenis pigmen yang terkandung serta kandungan dan jenis larutan pensuspensi, dengan melihat sebagian data nya di MSDS (Material Safety Data Sheet). Namun, tidak semua MSDS akan mengidentifikasi semua reaksi kimia atau resiko yang terjadi karena interaksi antara kulit dan tinta. Tetapi MSDS akan memberikan informasi dasar tentang setiap komponen tinta, dan hal yang harus disadari adalah pigmen sintesis dan tinta tidak di rekomendasikan oleh assosiasi obat dan makanan di dunia.

Karakteristik Zat Kimia dalam Pigmen

Dulunya pigmen hanya berasal dari mineral tanah bagian atas, karbon hitam, dan sintesis dari tumbuh-tumbuhan, namun kini sudah banyak industry pigmen sintesis yang bukan saja berasal dari tumbuhan, namun juga berasal dari sintesis polimer dan logam dalam bentuk garam-garaman. Sehingga dapat di pastikan akan memberikan dampak yang sangat jelas jika digunakan pada manusia, mulai dari alergi ringan, penyakit kulit, serta reaksi phototoxic ( yaitu reaksi yang terjadi karena adanya cahaya, terutama cahaya matahari. Dimana pigmen bereaksi dengan cahaya tersebut dan mengakibatkan keracunan atau kerusakkan pada kulit dan sel). pigmen yang bereaksi dengan cahaya biasanya akan berubah menjadi hitam berkilat dan pigmen jenis seperti ini biasanya sangat berbahaya, walaupun sebagian ada yang mungkin cukup aman, namun lebih banyak yang bersifat radioaktif dan toxic.

Di bawah ini adalah table tentang kandungan bahan kimia yang terdapat dalam pigmen pada tinta tattoo.
Warna Kandungan Warna Pigmen Warna
Hitam Iron Oxide (Fe3O4)
Iron Oxide (FeO)
Carbon Alaminya pigmen hitam terbuat dari Kristal magnetic, bubuk hitam, wustite (sejenis mineral yang mengandung besi oksida dengan warna abu-abu kehitaman), bone black, yaitu sejenis mineral yang mengandung 10 % carbon, 84% calcium phosphate, dan 6 % calcium carbonate, umumnya orang menyebutnya dengan sebutan carbon, rumus kimianya Ca3(PO4)2, amorphous carbon yaitu hasil pembakaran dalam jelaga. pigmen hitam biasanya banyak terdapat di India
Coklat Ochre Ochre berasal dari gheotite, merupakan mineral alam dengan rumus (Fe2)3.H20. Kandungan ion ferri oksida bercampur dengan lempung. Warna dasar ochre sebenarnya kekuning-kuningan, namun jika kandungan air nya menguap dan kering ochre akan berubah warna menjadi coklat.
Merah Cinnabar (HgS)
Cadmium Red (CdSe)
Iron Oxide (Fe2O3)
Naphtanol sebagai pigmen Besi oksida sudah terkenal bisa membentuk karet besi, cinnabar dan cadmium adalh pigmen yang sangat beracun. Napthanol merah adalah sintesis dari naptha. Reaksi yang di laporkan antara naphtol merah dengan pigmen memang masih sedikit namun yang pasti adalah bahwa pigmen merah sangat sering membawa dampak alergi atau reaksi lain yang sejenis.
Orange Disazodiarylide
Disazopyrazolone
Cadmium seleno-sulfide Bahan organic ini terbentuk dari hasil kondensasidari 2 monoazo molekul pigmen. Ianya molekulnya yang sangat besar, namus satibilitas dan suhu nya sangat stabil, selain itu juga tidak mudah luntur.
Kuning Yellow ( CdS, CdZnS)
Ochres
Curcuma Yellow
Chrome Yellow (PbCrO4
Sering bercampur dengan PbS)
Disazodiarylide Kunyit merupakan turunan dari jenis tumbuhan dari keluarga jahe-jahean. Hasil reaksi pigmen kunyit biasanya berwarna kuning, dibutuhkan lebih banyak pigmen kunyit jika kita ingin mendapatkan warna kuning yang lebih kuat dan terang
Hijau Chromium Oxide (Cr2O3) biasa disebut hijau kasalis atau hijau anadomis.
Malachite
(Cu2(CO3)) (OH2)
Ferrocyanidas
Ferricyanida
Lead chromate
Monoazo pigmen
Cu / Al phthalocyanides
Cu Phytalocyanine Warna hijau sering termasuk sebagai bahan penambah campuran seperti kalium ferrocyanida (kuning atau merah ) dan besi ferrocyanida (prusian biru)
Biru Azure blue
Cobalt Blue
Cu - Phytalocyanine Pigmen ini berasal dari mineral yang terkandung di dalam copper carbonate (azurite), sodium aluminum silicate (lapis lazuli) calcium copper silicate (Egyptian blue) beberapa cobalt aluminum axides pigmen dan chromium oxides. Pigmen biru dan hijau lebih banyak tersimpan dalam bentuk garam-garaman copper. Seperti copper pythalocyanine pigmen ini telah disetujui oleh FDA untuk digunakan sebagai mebel bayi dan mainan anak-anak juga lensa kontak. Copper pada dasarnya adalah pigmen yang cukup aman lebih stabil dari pada cobalt atau pigmen biru laut.
Violet Manganase Violet ( Manganase ammonium pyrophosphate)
Beberapa variasi dari turunan garam aluminum.

Quinacridone

Dioxazine / carbazole Beberapa pigmen ungu khususnya merah keungu-unguan, umunya photoreactiv, dan warnanya mudah memudar setelah pencahayaan. Dioxazine dan carbazole adalah yang lebih stabil di dalam pigmen ungu
Putih Lead white (lead carbonate)
Titanium dioxide (TiO2)
Barium Sulfate ( BaSO4)
Zinc Oxide Beberapa pigmen putih merupakan turunan dari anastase atau rutile ( yaitu sejenis mineral yang yang berasal dari perut bumi, berwarna putih dapat digunakan sendiri atau dilarutkan pada pigmen yang lain).
Titanium Oxide adalah salah satu dari beberapa pigmen putih yang bersifat reaktif.

Dari bagan informasi sederhana diatas dapatlah kita simpulkan tentang baik tidaknya seseorang yang menggunakan tattoo. Karena pada dasarnya ketika jarum mesin tinta menusuk kulit kita, jarum tersebut telah memasukkan tinta dan menyimpannya di bagian dermis kulit. Secara kasat mata tattoo berada dibagian epidermis, atau dibagian lapisan luar kulit. Dermis ini terletak di bagian lapisan kedua dari kulit, karena pada sel dermis kondisi selnya lebih stabil dari pada lapisan epidermis sehingga tinta tattoo akan selamanya berada disana sepanjang usia orang yang menggunakannya.

Read More..