Karbon dioksida dalam Mamalia

Karbon dioksida dihasilkan pada sel-sel jaringan sebagai salah satu produk akhir metabolisme. Walaupun kelarutannya dalam air hanya 0,3 mL (STP) persatuan mL. Darah yang mengalir dari sel kembali ke paru-paru mengandung 5,5 sampai 6 mL CO₂ perseratus mL. Hal itu berarti bahwa pengangkutan CO₂ dalam darah harus memakai cara lain selain melalui proses pelarutan biasa.

Kenyataannya, 85% dari CO₂ total diangkut oleh plasma dalam bentuk natrium hydrogen karbonat, NAHCO_3. Dari sisanya, 10% diangkut dalam terikat pada gugus amino yang tedapat dalam molekul hemoglobin, yaitu sebagai karbaminohemoglobin, HbCO₂ , dan 5% dalam bentuk terlarut.

Pembentukan natrium hydrogen karbonat dalam darah adalah suatu proses yang rumit. Karbon dioksida dan jaringan berdifusi ke dalam sel darah merah yang mengandung enzim karbonat anhidrase. Enzim ini mengkatalisis penggabungan CO₂ dan air menjadi asam karbonat, H₂CO₃ .Asam itu kemudian berdisosiasi menghasilkan ion-ion H⁺ dan HCO₃^- . Ion hydrogen karbonat berdifusi ke luar dari sel darah merah ke dalam plasma dan sejumlah equivalen ion klorida dari plasma masuk ke dalam sel. Peristiwa ini yang disebut pergeseran klorida, diperlukan untuk menjamin kenetralan larutan dalam sel, karena dinding sel tidak permeable bagi ion-ion hydrogen yang bermuatan positif.

Sebagian dari ion-ion hydrogen bebas dalam sel darah merah bergabung dengan deoksihemoglobin yang merupakan basa kuat. Dalam paru-paru deoksihemoglobin ini menyerap oksigen sehinggan menjadi basa yang lebih lemah, akibatnya ion-ion hydrogen yang tadinya terikat dilepaskan kembali. Ion-ion ini kemudian bergabung dengan ion hydrogen karbonat yang akhirnya terdisosiasi menjadi CO₂ an air dengan pertolongan enzim karbonat anhidrase.

Sistem H₂CO₃-NaHCO₃ sangat penting bagi darah, karena merupakan salah satu buffer yang mengatur konsentrasi ion hydrogen dalam darah. Hubungan matematika antara konsentrasi ion hydrogen dan konsentrasi H₂CO₃ dan NaHCO₃ diberikan oleh persamaan Henderson-Hasselbach:

Dengan Ka adalah tetapan disosiasi asam. Bagi asam karbonat pKa=6,4

Terjadinya Iklim Planet Bumi

Orang memperkirakan bahwa adanya iklim yang memungkinkan hidupnya organisme di bumi, disebabkan oleh jarak yang paling tepat dari matahari. Oleh karena itu, dipermukaan kerak bumi ditemukan air yang teramat penting bagi kehidupan. Padahal kita tahu bahwa Mars terlampau dingin, sementara Venus terlampau panas. Di antara ketiga planet itu jarak Venus paling dekat, dan jarak Mars paling jauh dari Matahari.

Namun, Penjelasan lebih lanjut meliputi dugaan bahwa tadinya di permukaan ketiga planet itu terdapat unsur mineral dan atmosphere yang sama (termasuk uap air dan CO₂), serta suhu yang memungkinkan kehadiran cairan di sebagian permukaan planet. Akan tetapi, terjadi perbedaan dalam kemampuan mendaur ulang CO₂ di antara kerak planetdan atmosper. Sebagaimana uap air dan senyawa tertentu, CO₂ merupakan gas rumah kaca, yaitu dapat melewatkan cahaya Matahari, tetapi mengabsorbsi radiasi infra merah (kalor) yang timbul dari planet, serta meradiasi kembali sebagian dari kalor tersebut ke bumi.

Adanya iklim moderat di planet bumi disebabkan adanya mekanisme daur ulang CO₂ yang meningkatkan jumlah CO₂ jika permukaan bumi menjadi dingin, dan mengurangi jumlah itu jika suhu tanah meningkat. Mars membeku karena kehilangan kemampuan guna mengeluarkan gas dari atmosfernya.

Pertukaran CO₂ berlangsung melalui daur geokimia antara karbonat dan silikat. Karbon dioksida di atmosfer larut dalam air hujan menjadi H₂CO_3. Air hujan menyebabkan erosi batuan yang mengandung kalsium silikat. Disini, H₂CO₃ bereaksi dengan batuan dan membebaskan ion kalsium dan ion bikarbonat ke dalam air tanah yang mengangkutnya ke sungai dan laut. Di laut, plankton dan organisme lain memakai ion tersebut dalam cangkangnya (CaCO₃). Organisme yang mati menjadikan sedimen karbonat di dasar laut. Sewaktu sedimen terbawa, serta terkena tekanan dan suhu yang meningkat, maka kalsium karbonat bereaksi dengan silika, dan membangun kembali batuan silika serta membebaskan gas CO₂. Gas memasuki atmosfer antara lain melalui letusan gunung berapi.

Selain itu, biota meniadakan sekitar 20% CO₂ dari atmosfer melalui fotosintesis. Jika tumbuhan mati, maka karbon organik masuk ke dalam sedimen yang selanjutnya terangkut ke permukaan bumi.

GERAK BROWN

Dalam fisika kita mengenal sejumlah gerak. Ada gerak lurus beraturan, gerak lurus berubah beraturan, gerak melingkar beraturan. Gerak itu dilukian dalam hukum Newton yang merupakan hukum dasar mekanika.

Agak berbeda dengan berbagai gerak terdahulu yang beraturan, maka gerak Brown merupakan gerak acak yang sama sekali tidak beraturan. Lintasan gerak Brown dapat terjadi dalam jarak yang besar maupun dalam jarak yang sangat kecil.

Gerak Brown juga muncul dalam bidang Matematika. Benoit. E. Mandel menciptakan cabang matematika yang dikenal dengan nama fractal. Jika fractal itu ditampilkan dalam bentuk geometri, maka cirri garis menyerupai gerak Brown. Jika garis diantara dua titik pada satu gambar fractal yang tampak lurus kita perbesar, maka potongan garis itu menunjukkan lagi garis berliku yang rumit.

Gerak Brown ditemukan Robert Brown dalam studinya di bidang biologi. Dia melihat di bawah mikroskop pergerakan tepung sari yang terus menerus dalam air. Kemudian Brown juga mengamati dalam batu kristal yang transparan, partikel-partikel kecil yang terus bergerak secara tidak teratur, seperti yang dilihatnya pada tepung sari dalam eksperimen biologi.

Brown menemukan bahwa gerak itu bebas dari pengaruh luar, getaran mekanik, arus konveksi, keadaan kimiawi. Gerakan itu terdapat dalam sol, aerosol, emulsi, dan kabut. Misalnya dalam sol As₂S₃ yang bermuatan negatif.

Gerak Brown dijelaskan melalui teori molekul dan atom. Zat padat, cair dan gas terdiri atas molekul-molekul dan atom-atom. Pada zat cair dan gas, molekul dan atom bergerak lebih bebas daripada di dalam zat padat. Gerakan itu meningkat ketika suhu meningkat. Pada suhu tinggi molekul dan atom memperoleh tenaga gerak yang lebih besar sehingga gerakan mereka lebih hebat. Di dalam gerakan, mereka ditabrakan satu dengan yang lain. Butir tepung sari juga ditabrak oleh molekul-molekul dan atom-atom. Namun warna tepung sari itu besar, maka diperlukan banyak sekali molekul dan atom untuk menggerakkan butir tepung sari. Karena ditabrak oleh banyak sekali molekul dan atom secara acak, gaya resultan tabrakan itupun menjadi acak. Bersama itu, butir tepung saripun akan bergerak secara acak menurut gaya resultan yang acak itu.

Gerak Brown digunakan untuk menerangkan berbagai gejala fisika dari teori kinetik gas, konstanta Avogadro, sampai ke termodinamika dan probabilitas.Bahkan sampai sekarang peristiwa ekonomi dan navigasi sempat dikaitkan dengan gerak Brown.

AKHIRNYA USAI JUGA..........

Akhirnya usai juga tes semesterannya.. saya harap saya mendapatkan nilai-nilai yang terbaik dari semua. tapi saya bingung mau melanjutkan kemana setelah saya lulus nanti, coz kebentur biaya sich..............heheheheheheheh'''''

Ditemukan Cara Menghentikan Tsunami

Upaya untuk menemukan cara menghentikan tsunami terus dilakukan. Tim ahli fisika dari Inggris dan Prancis mengembangkan penahan tak kelihatan yang secara teori mampu melindungi pantai dari serangan gelombang ombak besar.

Solusi ini dipublikasikan di jurnal Physical Review Letters. Sebastian Guenneau, salah satu anggota peneliti ini menjelaskan, penelitian dilakukan dengan menggunakan gelombar air untuk memvisualisasikan pergerakan linear secara terus menerus dan kemungkinan cara menghentikannya.

Guenneau dan ahli fisika dari Centre National de la Recherche Scientifique dan Aix-Marseille Universite di Prancis menggunakan perangkat khusus untuk mengubah arah gelombang tsunami. Berdasarkan percobaan, penahan tsunami mungkin bisa diwujudkan di dunia kenyataan.

Konsep penahan ini menggunakan kolom pilar dalam beberapa posisi dan berbentuk melingkar. Di laboratorium sebuah silinder alumunium dibagi dalam 50 kolom. Kolom ini fungsinya akan memecah gelombang yang datang, sehingga semua struktur yang ada dibelakang pilar ini akan aman.

Penemuan ini mendapat pujian atas kreatifitasnya. Namun banyak yang skeptis percobaan kecil di dalam laboratorium bisa benar-benar berhasil mengatasi bencana sebenarnya, seperti tsunami di Samudera Hindia yang menewaskan lebih dari 200 ribu orang.

Penahan ini mungkin bisa bekerja untuk pulau yang kecil atau semacam fasilitas nuklir pinggir pantai, dengan mengelilingi kolom-kolom berbentuk setengah lingkaran. Namun untuk wilayah yang lebih luas, tidak akan memungkinkan. Secara praktis, penahan ini hanya mungkin melindungi kilang minyak dan gas lepas pantai.

Costas Synolakis, Direktur Tsunami Research Center di University of Southern California Los Angeles menghargai jerih patah Guenneau dan sejawatnya. Tapi Synolakis seperti yang lain juga masih menyangsikan apakah percobaan ini terbukti berguna untuk melindungi straktur di lepas pantai atau bangunan di tepi lautan. “Dari ide memang bagus, tapi apakah bisa diaplikasikan belum tentu,” katanya.

Dia kagum dengan struktur alumunium yang mampu memecah datangnya gelombang dan mengurangi energi dengan membuat air tetap mengalir.” Untuk yang satu ini mereka melakukannya secara sempurna,” katanya.

Sumber : inilah.com (31 Oktober 2008)

Silikon untuk baterai yang lebih tahan lama

Sebuah anoda berbasis silikon baru bisa meningkatkan kapasitas penyimpanan baterai-baterai ion litium dengan menambah waktu operasi peranti-peranti seperti laptop dan telepon genggam hingga sampai tujuh kali lipat, menurut para peneliti di Korea Selatan.

Baterai-baterai ion litium isi ulang merupakan sumber daya yang umum untuk berbagai peranti elektronik, dan juga sedang diteliti untuk digunakan pada mobil-mobil listrik hibrid − tetapi kapasitasnya perlu ditingkatkan untuk memenuhi permintaan akan daya.

Baterai-baterai ion litium menghasilkan arus listrik dari pergerakan ion-ion litium dari sebuah anoda grafit ke sebuah katoda berbasis logam. Ketika baterai sedang diisi, ion-ion litium bergerak kembali ke anoda grafit, dimana kemudian mereka terjebak. Akan tetapi grafit memiliki kapasitas penyimpanan yang relatif rendah − sehingga mengganti dengan material yang bisa menyimpan lebih banyak ion litium akan memungkinkan baterai tahan lebih lama.

Beberapa penelitian baru-baru ini telah berfokus pada penggunaan silikon, yang membentuk aloy-aloy litium dan bisa menyimpan jauh lebih banyak muatan dibanding grafit. Tetapi silikon mengembang hingga sampai 300 persen ketika aloy terbentuk, dan selanjutnya menyusut kembali ketika ion-ion litium dilepaskan. Setelah beberapa kali isi ulang, struktur silikon mulai rusak dan tidak lagi menyimpan ion-ion tersebut secara efektif.

Sekarang, Jaephil Cho dan rekan-rekannya di Hanyang University di Korea Selatan menganggap bahwa mereka telah memecahkan masalah ini dengan membuat sebuah material silikon berpori yang dapat mengakomodasi ekspansi dan kontraksi ini. Material ini dibuat dengan memanaskan nanopartikel silikon dioksida dengan sebuah gel berbasis silikon pada suhu 900°C dibawah argon. Silikon dioksida kemudian terlepas, menyisakan sebuah jejaring kristal-kristal silikon yang saling terhubung dilapisi dengan sebuah lapisan tipis karbon.

Dinding berpori kecil memastikan material bisa mengembang tanpa terjadi fraktur

Struktur yang dihasilkan mengandung pori-pori dengan dinding-dinding silikon tipis, ketebalannya hanya sekitar 400 nm. Pori-pori tersebut memungkinkan struktur ini "bernafas" − sehingga bahkan setelah mengembang dan berkontraksi selama lebih dari 100 kali isi ulang, material ini tetap mempertahankan kepaduan struktur. Tim Cho membuktikan hal ini dengan terus menerus menyimpan muatan listrik lebih dari 2800 miliamper jam per gram − sebuah nilai yang sekitar tujuh kali lebih tinggi dibanding grafit.

Proses pembuatannya cukup sederhana dan mudah ditingkatkan menjadi skala industri, kata tim peneliti ini − mereka mengatakan bahwa sebelumnya mereka telah bekerja sama dengan sebuah pabrik baterai. Tim ini juga menambahkan bahwa kapasitas penyimpanan yang lebih besar tidak berarti bahwa baterai memerlukan waktu lebih lama untuk diisi ulang. Struktur yang berpori tersebut bisa dengan cepat terisi − sehingga memungkinkan pengisian cepat dan pengosongan jika diperlukan. Dengan sifat ini, baterai tersebut dapat digunakan dalam aplikasi bertenaga lebih tinggi seperti mobil-mobil hibrid.

"Saya pikir ini adalah pendekatan yang sangat cerdas dan merupakan kemajuan signifikan di bidang ini," kata Steven Hackney, seorang ahli desain baterai di Michigan Tech, US. "Akan tetapi, karena material ini memiliki area permukaan yang sangat tinggi, mereka mungkin perlu hati-hati karena interaksi antara anoda dan elektrolit bisa merusak bagi operasi baterai."

"Kinerja material baru ini cukup mengesankan," papar John Irvine setuju, yang meneliti material-material anoda di University of St Andrews, UK. "Kemajuan ini akan memungkinkan pembuatan baterai yang lebih kecil dan lebih ringan, disamping mempertahankan operasi yang aman."

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

Komputer berbasis kimia

Kimiawan di Israel dan Cina telah mengembangkan sebuah elektroda terfungsionalisasi yang bertindak sebagai sebuah elemen memori untuk mengkodekan dan mengolah informasi.
Itamar Willner di Universitas Jerusalem dan rekan-rekannya membuat sebuah saklar on/off dengan memodifikasi elektroda emas dengan sebuah ekalapis (monolayer) organik yang merespon terhadap stimulus elektrokimia dan fotokimia.
Sistem on/off dari elemen-elemen merupakan salah satu dasar untuk membuat komputer elektronik standar. Agar dapat diterapkan secara praktis, pendekatan berbasis kimia harus dipadukan dengan sistem-sistem yang memungkinkan pembacaan data yang tersimpan.
Willner mengkodekan informasi dengan stimulasi elektrik yang merubah molekul dari ekalapis (monolayer) menjadi konformasi tertentu. Informasi yang dikodekan ini kemudian dibaca sebagai sebuah perubahan dalam sifat-sifat elektrokimia dari elektroda.
Informasi yang tersimpan selanjutnya bisa dihapus melalui radiasi dengan cahaya panjang gelombang tertentu yang mentransformasi molekul-molekul kembali ke keadaan asal.
Sangat banyak komposisi dan struktur kimia yang ditawarkan oleh molekul-molekul organik yang bisa mengkodekan informasi yang sangat besar, menurut tim peneliti ini.
"Ketertarikan untuk mengembangkan material-material cerdas yang melakukan fungsi-fungsi logika dan operasi aritmetik terus menerus berkembang. Sistem-sistem seperti ini dianggap sebagai komputer-komputer berbasis kimia yang potensial." Papar Willner.
Dia mengatakan bahwa penelitian mereka "akan mendorong para kimiawan organik dan ilmuwan material untuk mensintesis material-material cerdas yang bisa melakukan fungsi dengan kompleksitas dan variabilitas yang lebih tinggi."
Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

Komputer berbasis kimia

Kimiawan di Israel dan Cina telah mengembangkan sebuah elektroda terfungsionalisasi yang bertindak sebagai sebuah elemen memori untuk mengkodekan dan mengolah informasi.
Itamar Willner di Universitas Jerusalem dan rekan-rekannya membuat sebuah saklar on/off dengan memodifikasi elektroda emas dengan sebuah ekalapis (monolayer) organik yang merespon terhadap stimulus elektrokimia dan fotokimia.
Sistem on/off dari elemen-elemen merupakan salah satu dasar untuk membuat komputer elektronik standar. Agar dapat diterapkan secara praktis, pendekatan berbasis kimia harus dipadukan dengan sistem-sistem yang memungkinkan pembacaan data yang tersimpan.
Willner mengkodekan informasi dengan stimulasi elektrik yang merubah molekul dari ekalapis (monolayer) menjadi konformasi tertentu. Informasi yang dikodekan ini kemudian dibaca sebagai sebuah perubahan dalam sifat-sifat elektrokimia dari elektroda.
Informasi yang tersimpan selanjutnya bisa dihapus melalui radiasi dengan cahaya panjang gelombang tertentu yang mentransformasi molekul-molekul kembali ke keadaan asal.
Sangat banyak komposisi dan struktur kimia yang ditawarkan oleh molekul-molekul organik yang bisa mengkodekan informasi yang sangat besar, menurut tim peneliti ini.
"Ketertarikan untuk mengembangkan material-material cerdas yang melakukan fungsi-fungsi logika dan operasi aritmetik terus menerus berkembang. Sistem-sistem seperti ini dianggap sebagai komputer-komputer berbasis kimia yang potensial." Papar Willner.
Dia mengatakan bahwa penelitian mereka "akan mendorong para kimiawan organik dan ilmuwan material untuk mensintesis material-material cerdas yang bisa melakukan fungsi dengan kompleksitas dan variabilitas yang lebih tinggi."
Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/