Islam dan Sains

 Kali ini kita akan mengupas Buku Islam dan Sains karya Ahmad Sarwat, Lc.MA. yang diterbitkan oleh Rumah Fiqih Indonesia. Buku ini memiliki tebal 212 halaman dengan enam BAB di dalamnya. Buku ini dibawakan dengan penjelasan ringan terkadang menggunakan Bahasa keseharian sehingga cukup mudah dipahami. Penulis mengajak pembaca buku untuk menyelami dunia Sains atau Ilmu Pengetahuan yang bersumber dari rujukan Ilmiah dalam sudut pandang Islam. Agama islam sebagai agama rahmatan lil alamin tentu menjunjung sekali ilmu pengetahuan. Bahkan melalui kitab sucinya yang terkemuka yakni Al-Quranul kariim telah tertulis banyak wahyu Allah yang mengajak manusia untuk berpikir, merenung, menalar, dan mengamati berbagai fenomena di kehidupan ini yang di dalamnya tersimpan rahasia sains yang luar biasa. Maka erat sekali kaitan sains dengan agama Islam yang memang mengajak hambaNya untuk menjadi manusia yang pembelajar dan menggunakan akalnya untuk berpikir sehingga dapat menjadi khalifah di muka bumi yang saling memberi kebermanfaatan satu sama lain.

Pada Bab pertama, penulis memberi introduksi tentang Sains secara umum di dunia. Saat ini kemajuan Sains didominasi oleh negeri Barat yang notabene banyak kaun non-muslim. Namun sejatinya, hal itu dapat diperoleh karena sains telah berkembang dan berjaya lebih dahulu di negara-negara Islam yang utamanya berada di Timur Tengah atau Jazirah Arab. Di dalam buku ini bahkan diceritakan tentang masa kegelapan Eropa mengenai ilmu pengetahuan yang mana banyak sekali tokoh-tokoh IPTEK seperti Galileo Galilei dan Nicolaus Copernicus yang justru ditindas, diasingkan, bahkan disiksa karena menentang pemahaman gereja terhadap suatu ilmu pengetahuan. Jelas terlihat bahwa Bangsa Barat di era kegelapan dahulu sangat tidak terbuka terhadap perkembangan Ilmu Pengetahuan. Mereka hanya terpaku pada dogma-dogma Gereja yang dianut secara turun menurun tanpa dilakukan penelitian secara berkala. Padahal suatu ilmu pengetahuan adalah sesuatu yang dinamis, suatu hal yang dianggap benar pada suatu masa dapat menjadi salah di waktu berikutnya. Hal ini lah yang menajdi buah dari proses berpikir yang Allah dan Rasul-Nya anjurkan pada umat manusia khususnya umat Islam. Hal ini juga yang menjadi bukti bahwa ilmu adalah sesuatu yang luar biasa luas, oleh karena nya pemikiran seorang yang brilliant terhadap suatu hal bukan menjadi suatu yang paripurna. Sebuah pemikiran atau penemuan tersebut patutlah dikembangkan lagi oleh beberapa pihak sehingga menjadi suatu hal yang lebih menyeluruh, lebih lengkap, dan cukup sempurna untuk dimanfaatkan atau digunakan umat manusia. Sementara itu, dalam kacamata Islam, sains amat dimuliakan. Hal ini nampak dari Riwayat Nabi dan para sahabat bahwa Islam tidak pernah membatasi umatnya untuk berkembang dalam hal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, meski harus mengadopsi dari budaya ada kebiasaan bangsa lain. Artinya selagi suatu pemikiran atau penemuan dari kalangan lain bermanfaat dan dapat dikembangkan lebih lanjut (dimodifikasi atau diperbaruhi) maka hal tersebut sah-sah saja diterapkan. Islam tidak memberikan cap khusus bahwa suatu pengetahuan dari bangsa atau bahkan agama lain menjadi suatu hal yang tabu atau tidak boleh diterapkan. Selagi hal tersebut bermanfaat serta sesuai koridor syariat maka pemikiran, pengetahuan, dan penemuan baru itu tetap dapat diterapkan oleh kalangan umat Islam.

Pada Bab kedua dibahaslah tentang Peran Al-Quran dan Sains. Al Quran sebagai kitab suci umat Islam mengandung banyak rahasia Ilahi yang dituangkan melalui kiasan firman-firman Allah SWT. Al Quran memiliki nama lalin sebagai Al-Huda yang artinya petunjuk mengandung makna yang amat mendalam dari segi petunjuk dalam hal beragama dan tentunya berkehidupan. Dalam hal agama jelas sekali bahwa segala hukum-hukum Islam tertuang di dalamnya termasuk dalam hal syariat, muamalah, hukum warisan, wasiat, dan sebagainya. Lantas petunjuk dalam arti berkehidupan bagaimana?Tentu hal ini menjadi lebih luas lagi karena berbicara kehidupan maka dimulai lah darimana kehidupan ini bermuasal. Melalui ayat-ayat kauniyahnya Al Quran telah menjelaskan berbagai fenomena alam secara implisit. Mulai dari bagaiman bumi diciptakan, langit diciptakan, tumbuhan dan hewan, siklus air, hingga hakikat adanya gunung-gunung. Di dalam makna implisit dari firman Allah SWT tersebut tentu setalah melalui proses pemikiran dapat muncullah teori-teori ilmu pengetahuan yang kini ada. Namun, tidak semua serta-merta ayat-ayat tersebut dihubungkan dengan teori yang manusia ciptakan. Ada beberapa hal yang mungkin hanya dapat dipahami melalui ilham tertentu atau Allah SWT lah saja yang Maha Mengetahui segala rahasia terciptanya.

Pada Bab ketiga dibahas tentang Tafsir Ilmi. Tafsir ilmi merupakan bahasan tentang uraian ayat Al-Quran yang didalamnya mengandung ilmu. Tentu ilmu yang dimaksud ini ilmu yang kompleks mencakup berbagai hal bukan hanya merujuk pada sains. Menurut Imam Al Ghazali terdapat 77.000 lebih cabang lebih ilmu sains yang ada dalam Al-Quran ditinjau dari tafsir ilmi menurut beberapa aspek. Meski demikian dalam hal tafsir ilmi yang bersumber dari firman-firman Allah SWT ada kalangan yang menyetujui dan menolak. Di antara dua pihak tersebut punya alasan kuat masing-masing dalam mempertahakan keteguhan pilihannya. Pihak atau kalangan ulama yang menyetuji tafsir ilmi di antaranya adalah Al-Ghazali, As-Suyuti, Abu Al-Fadhl Al-Mursi, Fakhruddin Ar-Razi, Ibnu Rusyd, Dr. Muhammad Abduh, dan Maurice Bucaille. Berdasarkan pendapat kalangan yang menyetujui Tafsir Ilmi yakni mereka memiliki bukti bagaiman ayat-ayat Allah SWT menjadi dasar lahirnya sains dan teknologi yang hingga saat ini kita nikmati. Sementara itu, kalangan yang menolak tafsir ilmi diantaranya Asy-Syathibi, Syeikh Mahmud Syaitut, Amin Al-Khuli, dan Syeikh Muhammad Musthafa Al-Maraghi. Mereka menolak tafsiri ilmi lantaran aspek Bahasa Al-Quran secara eksplisit tidak bersinggungan tentang ilmu pengetahuan, aspek filologi; bahasa; dan sastra, lalu aspek teologis yang masih menitik beratkan Al-Quran sebagai kitab suci yang membawa pesan keagamaan saja. Jalan tengah dari kedua pendapat yang bertentangan ini keyakinan tetap bahwa Al Quran mengandung sains yang memang disajikan secara tak langsung. Keberadaan sains dalam Al-Quran merupakan suatu tema besar atau bersifat global bukan bersifat rincian atau uraian.

 Bab keempat bercerita tentang Nabi SAW dan Sains. Pada bab ini dibahas bagaimana Nabi Muhammad SAW menyikapi fenomena sains. Nabi dan rasul Allah tentu memiliki keistimewaan tersendiri karena merupakan wali Allah yang diberikan wahyu kepadanya serta beberapa mukjizat. Namun, hal itu tidak sepenuhnya menjadikan nabi seseorang yang paling alim di bidang sains dan bahkan mengetahui semua rahasia Al-Quran terhadap sains-meskipun kita tahu bahwa Al-Quran adalah salah satu mukjizat Nabi Muhammad SAW. Beliau tetap terbuka dengan penemuan teknologi lain selama itu memang membawa kemaslahatan umat. Contoh yang menarik misalnya dalam hal teknik berperang. Ketika terjadi perang Khandaq, Nabi Muhammad SAW mempersilakan para sahabatnya untuk turut mengatur strategi perang. Lalu muncullah sosok Salman Al Farisi yang mencontoh teknik perang dari Persia dengan strategi membangun parit. Salman Al Farisi menggunakan teknik ini lantaran ia pernah tinggal di Persia dan menurutnya untuk kondisi kaum muslim dengan jumlah personil tidak banyak. Teknik ini cukup baik dalam hal pertahanan. Dari kasus ini nampak jelas bahwa Nabi Muhammad SAW merupakan sosok yang bijaksana, Beliau tidak memaksakan kehendaknya atau menjadi pemimpin ditaktor yang serta merta semua keputusan ada di tangannya. Beliau sadar bahwa beiau diutus oleh Allah SWT bukan seabgai ahli teknologi yang serta merta menjadi paling berilmu, beliau diutus untk menyampaikan risalah-Nya, ajaran agama Islam secara kaffah pada umat manusia. Oleh karena itu, Nabi Muhammad SAW mempersilakan seorang ahli atau yang merasa lebih tahu di bidangnya untuk ikut andil atau bahkan memimpin dan mengaturnya, tidak lain tidak bukan agar hasil yang diperoleh dapat lebih maksimal.

Bab kelima yang berjudul Sejarah Teknologi berbicara secara kompleks mengenai sains dan teknologi dari masa ke masa. Sains dan teknologi bukan milik suatu kalangan atau bangsa saja. Keberadaanya sangat umum dan global. Suatu teknologi dapat berkembang dari bangsa A ke bangsa B, dari suatu peradaban kuno menjadi peradaban yang lebih modern. Pada bab ini penulis menjelaskan cukup detail tentang teknologi dari masa pra sejarah, zaman kuno, abad pertengahan, masa revolusi industri, abad 20, hingga abad 21. Melalui deskripsi histori kita kan lebih memahami bahwa suatu teknologi dari masa ke masa ternyata sangat berbeda, akan semakin berkembang, dan semakin lebih baik. Bahkan suatu hal anganan di masa lalu saat ini sudah dapat terwujud. Keterwujudan teknologi itu menjadi semakin lama semakin baik berasal dari campur tangan berbagai umat manusia dari latar belakang agama, ras, suku, dan bangsa yang berbeda. Kemajuan teknologi adalah hasil kiprah kemajuan umat manusia, sehingga tujuan akhirnya adalah untuk kemaslahatan manusia-masyarakat dunai secara umum dan bukan kalangan tertentu saja. Adapun sebagai umat islam, hendaknya kemajuan teknologi kita manfaatkan sebaik mungkin untuk menjalankan syariat, hukum, dan ajaran-ajaran Rasulullah dalam kehidupan beragama kita. Dengan demikian, kemajuan teknologi tidak menjadi tameng kiat dalam kehidupan beragama, melainkan menjadi pelengkap dan diharapkan mampu memaksimalkan diri kita dalam beribadah kepada Allah SWT.

Bahasan terakhir yaitu di Bab 6 tentang konsep ilmu dalam islam. Ilmu dalam islam tentu bersumber utama dari Sang Khaliq Allah SWT. Sebagai sang pencipta Allah Maha Tahu tentang segala apa yang ia ciptakan dan bagaimana diciptakan. Luasnya ilmu Allah sering diungkapkan dalam makna kursiyyun atau kita kenal dengan ayat kursi yang mana kursi yang dimaksud tidak lain adalah ilmu, sehingga jika ditafsirkan dari ayat kursi maka ilmu Allah meliputi langit dan bumi. Penggambaran lain tentang luasnya ilmu Allah SWT ada pada Qs. Al Luqman ayat 27 yang artinya, “Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan laut (menjadi tinta), ditambahkan kepadanya tujuh laut (lagi) sesudah (kering)nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat Allah. Sesungguhnya Allah Maha Perkasa lagi Maha Bijaksana”. Sebagai Sang Pemilik Lautan Ilmu, Allah SWT memberikan ilmu kepada makhluk-Nya, utamanya adalah manusia yang diberi akal sebagai pembeda dengan makhluk lainnya. Dengan akal ini manusia selayaknya dapat berpikir, menalar, mengamati, dan meneliti segala sesuatu atau fenomena yang ada sehingga dapat mengetahui mengapa bisa seperti ini, bagaimana hal itu terjadi secara ilmiah. Keberadaan ilmu yang dapat diakses manusia berasal dari jalur formal dan non-formal. Jalur formal bersumber dari Al-Quran dan Al-Hadist sedangkan jalur non-formal diberikan secara tak langsung oleh Allah melalui fenomena di sekitar dan hal itupun juga dapat ditangkap oleh manusia yang memang benar-benar menggunakan akalnya dalam menangkap ilham Allah SWT.

Pada akhirnya ilmu pengetahuan atau sains adalah sesuatu yang amat dinamis dan komprehensif. Perkembangan sains di era ini sedang mencapai puncak-puncaknya, maka hendak dimanfaatkan untuk kemaslahatan umat dunia bukan untuk memicu persaingan atau bahkan permusuhan. Sains dan teknologi yang membanjiri dunia saat ini sudah selayaknya menjadi alat bantu untuk menolong sesama menciptakan peradaban tanpa ketimpangan tetapi membuahkan kesejahteraan umat manusia. Islam tidak sama sekali membeda-bedakan asal teknologi dan sains tercipta karena sejatinya sains kepemilikannya adalah setiap insan yang mau menggunakan akalnya untuk berpikir dengan benar dan penuh tanggung jawab sosial dalam penerapannya di kehidupan.

Ramadhan Daring

Assalamualaikum wr.wb hai Bloggers Alhamdulillah kita dipertemukan lagi di Bulan Ramadhan yang penuh kemuliaan ini. Momment Ramadhan adalah moment yang ditunggu-tunggu oleh umat Islam dan masyarakat pada umumnya. Pada bulan ini semua sektor kehidupan ikut berperan, bersama-sama mencoba mengejar keberkahan yang Allah SWT janjikan. Namun, moment Ramadhan kali ini harus disambut dengan berbeda. Yah berbeda dari tahun-tahun sebelumnya karena wabah virus corona dimana-mana. Meski demikian, di dalam sunyi masih harus dijaga keistiqamahan dalam beribadah, berserah diri, juga penuh harapan dalam doa agar kondisi dapat segera pulih kembali.

Dalam tulisan ini sebenarnya saya Cuma mau curhat aja sekaligus mengingatkan diri sendiri agar tetap semangat mengisi hari-hari Ramadhan dengan sama produktifnya seperti sebelumnya. Nuansa ramadhan yang semangat, hangat, dan bersahabat. Semua orang saling berlomba menuju kebaikan dan mengajak dalam kebaikan. Hal itu menjadi penyemangat sendiri tiap orang untuk meningkatkan ibadah di bulan penuh berkah. Tetapi di tengah kondisi wabah yang mengharuskan kita melakukan self-quarantine, membuat kita berjaga jarak dengan yang lain, melakukan ibadah hanya dari rumah, menyebabkan kondisi ibadah kita juga sekan tidak ada moodbooster nya kecuali apa yang memang biasa dilakukan oleh keluarga di rumah. Padahal pada kondisi yang lalu kita dapat melakukan ibadah lebih sebagai imbas pengaruh lingkungan atau nuansa ramdahan yang tercipta. Meski demikian kita tidak boleh menyalahkan keadaan, percayalah bahwa semua ini sudah diatur oleh Allah sang Maha Pengatur, percayalah bahwa ada hikmah di setiap cobaan, dan wabah kvirus Corona ini adalah peringatan bagi setiap kalangan. Barangsiapa yang bersabar dan menyikapinya dengan benar sungguh Allah akan menyiapkan balasan hadiah yang tak terbayang. Wallahuallam bi shawwab.

Nah karena itu, Ramadhan di tengah kondis wabah adalah suatu tantangan tersendiri bagi kaum mukminin wa mukminat. Iya, tantangan kaerna kita harus bias beradaptasi dengan cara beribadah kita di Bulan Ramadhan agar tetap khidmat, benar-benar memanfaatkan waktu dengan optimal, dan tidak terabwa arus bermalas-masalan dalam kedok physical distancing. Beberapa hal yang perlu saling kita jaga dalam keistiqamahan beridabah dapat dimulai dari rajin sholat lima waktu tepat waktu. Hal ini bisa langsung dibiasakan bahkan sebelum atau setelah ramdahan. Terlebih di masa karantian ini, rutinitas harian ridak terlalu banyak menyita waktu, maka sholat tepat waktu harus diutamakan. Cara ini sekaligus dapat membuat kita disiplin dalam beribadah. Kedua adalah tetap sholat tarawih berjamaah dengan keluarga. Meskipun sholat tarawih adalah shilat malam sunnah di Bulan Ramadhan, tapi ingtalan keutmaan sholat tersebut untuk setiap malam nya sangat luar biasa. Usahakanlah sholat sunnah muakad yang hanya bisa dijalankan satu tahun sekali di bulan Ramadhan ini bisa dilaksanakan secara berjamaah, seperti sediaka kalanya dimana setiap malam masjid-masjid tidak pernah sepi oleh jamaah. Ketiga adalah saling memberi makanan ketiak berbuka, terutama bagi yang kurang mampu. Jika baisanya ada jadwal pembagian takjil di masjid-masjid, mungkin cara tersebut data diganti dengan langsung memberikan door to doot ke rumah-rumah. Meski kurang efektif tetapi setidaknya kita tidak melewatkan pahala untuk saling memberi makan berbuka, karena denagn harapan ridaha-Nya kita pun akan mendapat pahala seperti pahala mereka yang berpuasa. Amalan ini juga cocok dilakukan bahi kaum Hawa ketika sedang halangan untuk tidak berpuasa.

Green Plastics Part 4-Biopolimer

Bahasan selanjutnya yakni tentang biopolimer. Biopolimer merupakan polimer alam yang memiliki ciri adanya atom oksigen atau nitrogen di dalam rangkanya. Keberadaan dua atom ini sangat penting untuk bertanggung jawab terhadap sifatnya yang dapat terbiodegradasi. Lawan dari biopolimer adalah polimer sintetis yang hanya terdapat rantai karbon tunggal sehingga sukar terdegradasi. Jadi, sesuai penjelasan sebelumnya bahwa polimer yang dapat terdegradasi umumnya memiliki atom oksigen atau nitrogen di dalam rangkanya serta rantai karbon yang bercabang dan tidak tunggal. Beberapa contoh biopolimer yang diabahsa adalah Carrageenan  yang berfungsi sebagai emulsifier pada makanan, alginate untuk mengatur ketebalan, serta agarose. Ketiga bahan ini disebut gelling polysaccharides. Contoh lain dari biopolimer yang saat ini juga banyak dikembangkan sebagai agen bioplastik adalah hyaluronan yang diekstraksi dari roosters combs. Senyawa ini juga dapat ditemukan para polisakarida kompleks. Polisakarida dari bakteri meliputi xanthan, dextran, gellan, welan, rhamsan, curdlan, plygalactosamine, dan levan. Senyawa xanthan sendiri banyak diproduksi oleh mikroorganisme Xanthamonas campestris dan banyak berfungsi sebagai agen penstabil. Sementara senyawa dextran digunakan utnuk aplikasi medis sebagai blood plasma extender. Lalu senyawa gellan sesuai namanya digunakan utk agen pembentuk gel. Polikasarida lain dari jamur yaitu pullulan yang berfungsi sebagai food additive (untuk meningkatkan tekstur).

Selain dari jenis polisakardia, biopolimer juag ada yang berasal dari rantai polipeptida. Tiap rantai polipeptida terdiri dari perulangan tripeptida yang umumnya adalah residu glisin dengan susunan glysin-proline-hydroxyproline. Ketiga susunan tersebut membentuk struktur heliks yang menyusun rangkanya secara berkelompok membentuk fibril yang memberikan kekuatan untuk rangka dan memungkinkan senyawa polipetida tersebut bersifat fleksibel. Contoh dari polipeptida dengan sifat di atas yaitu gelatin  yang terdenaturasi dari kolagen yang mana triple helices dari kolagen terusak dan secara parsial terhidrolisis meninggalkan rantai polimernya. Polimerisasi dari tigliserida baru-baru ini diterima sebagai koneksi yang perlu diperhatikan dalam memproduksi material bioplastik baru. Material yang mengandung polimer dari polipeptida diantaranya adalah woll dan silk.Kain woll yang umum kita kenal terdiri dari 80% protein keratin, 3% polisakarida dan molekul air serta 17% jenis protein lainnya. Semenatra silk  terdiri dari 78% protein fibroin dan 22% sericin (sericulture) yang merupakan adhesive protein atau dikelan dengan silk glue. Perlu diketahui bahwa silkworm silk memiliki kekuatan seperti nilon. Sementara itu spider silk lebih kuat daripada nilon. Pada polipeptida missal protein keratin, jaringan molekul helical keratin membentuk sambungan menjadi double helix. Dari two double helices menggabungkan diri satu sama lain tetapi berlawanan arah membentuk protofibril. Grup dari 8 protofibril bergabung membanentuk mikrofibril yang menjadi pembangun struktur dasar di dalam jaringan yang ada pada keratin.  

Serat industri diperuntukkan kebutuhan nontekstil di dalamnya termasuk flax, hemp, sisal, ramie, juke, bagasse (residu sugar cane) yang mengandung selulosa. Berdasarkan sifat selulosa tersbut yang emmang banyak dijumpai di tanaman, riset pada buku ini menjelaskan tentang tahapan biodegradasi suatu kayu, yang dapat menjadi ukuran kemudahan polimer berbahan atau bersturktur selulosa terdegradasi. Tahapan pertama yaitu degradasi hemiselulosa, lalu diikuti selulosa itu sendiri. Terakhir adalah degradasi dari lignin yang memang memiliki laju relatif lebih lambat. Adanya laju dan tahapan biodegradasi dari tanaman menunjukkan pentingnya stabilisasi tanah yang mengatur kandungan bahan organik dan tingkat kelembaban.

Bahasan spesifik dari bioplastik dimulai, diterangkan bahwa bioplastik merupakan biodegradable plastics yang komponennya untuk keseluruhan lapisan berasal dari material (bahan baku) yang dapat diperbaruhi dan menganding satu atau lebih senyawa biopolimer sebagai essential ingredient. Rumus umum bioplastik yaitu:

Biopolimer (s) + plasticizer (s) + other additive (s) = bioplastik

Beberapa biopolimer bersifat thermoplast meski diproses dengan metode sama (ekstrusi, compression molding) seperti polimer sintetis. Untuk biopolimer yang tidak bersifat thermoplast maka lembaran-lembaran dapat dibuat melalui casting. Pada teknik ini ketika pelarut dihilangkan maka fasa gel akan segera dihasilkan dan seiring dengan penghilangan pelarut secara continue maka menghasilkan material bioplastik padat. Beberapa secara tak sengaja biomolekul dengan berat molekul rendah dapat mengalami polimerisasi saat itu juga dan membentuk material thermoplast. Di dalam kasus lain, polimerisasi di tahap akhir melibatkan tautan silang (cross-linking) untuk menghasilkan material thermoset yang kuat.

Beberapa biopolimer yang dibahas pada buku ini dalah Camphor yang berfunsgi sebagai plasticizer yang mana membuat bioplastik memadat naun dapat tercetak serta bersifat thermoplast. Biopolimer lain lebih banyak dibahas adalah kasein. Kasein banyak digunakan untuk beberapa keperluan salah satunya untuk painting yang bersifat durable dan waterproof. Penggunaan lain kasein yaitu sebagai lem yang lebih baik dari gelatin. Serat kasein ketika dilarutkan salam larutan basa lalu direndam dengan formaldeihda akan membentuk tautan silang molekul selanjutnya dinetralkan dengan asam sulfat lalu ditambahkan glukosa sebagai plasticizer. Serat kasein yang terbentuk murah namun tetap awet. Aplikasi lain dari kasein contoh pada protein kedelai yang direaksikan dengan formaldehida juga digunakan untuk pembuatan bioplastik.  Sebagai tambahan informasi bahwa kedelai dan olahan yang mengandung kedelai terdiri dari 50% protein dan 50% karbohidrat.

Green Plastics Part 3-Degradable of Plastics

Berbicara tentang degradasi plastik, berikut dijelaskan beberapa polimer plastik yang bersifat biodegradable. Pertama adalah PVA atau Poly(vinylalcohol) yang diperoleh dari polimerisasi vinil asetat diikuti dengan alkoholisis larut air. Penggunaan polimer ini secara luas yaitu untuk memproduksi film, serat, pelapis kertas, dan adhesives. Kedua adalah poly(glycolic acid) yang termasuk kelompok polyester dan bersifat thermoplast. Polimer ini diperoleh dari polimerisasi asal glikolat atau sebuah proses terkatalisis dari pembukaan cincin polimerisasi glikosida. Polimer ini digunakan untuk kebutuhan farmasi dan biomedis. Ketiga adalah polycarprolactone  yang disintesis oleh pembuatan cincin polimerisasi dari carprolactone. Polimer ini termasuk dalam polyester yang bersifat thermoplast dan banyak digunakan dalam aplikasi pertanian sebagai system matriks untuk mengontrol pelepasan dari pestisdia, herbisida, dan pupuk. Polycarprolactone memiliki kemiripan dengan poly(vinyl alcohol) tetapi lebih dapat terdegradasi dengan sempurna. Keempat adalah poly(ethylene oxide) yang memiliki struktur ekuivalen dengan poly(ethylene glycol) termasuk larut air dan bersifat thermoplast. Polimer jenis ini duganakan untuk adhesive, pelimas, kosmetik, faramasi, hinga tinta pencetak. Keempat polimer diatas dikatakan biodegradable karena memiliki gugus OH yang membuat polimer bersifat hidrofilik dan atom O (oksigen) yang membuat polimer bersifat polar sehingga mudah terdegradasi.

Di samping mempelajari tentang plastik dalam buku tersebut juga dijelaskan istilah serat (fiber) dan elastomers atau rubbers (karet). Kedua jenis material ini erat juga dengan plastik seperti ulasan sebelumnya yang menyatakan bahwa polimer plastik tertentu juga dapat menghasilkan serat. Jadi serat ini memang dapat terbuat dari pemutaran polimer. Serat sintetik sering dibuat menjadi kain sebagaimana serat dari polyethylene terephatalate yang digunakan untuk memproduksi polyester permanen cetakan pabrik. Sedangkan elastomers atau karet didefiniskan sebagai material polimer yang dapat dideformasi melalui aplikasi tekanan lalu pengembalian ke bentuk aslinya setalah tekanan dihilangkan (sifat elastis). Tipe tipe utama dari karet ini yaitu kopolimer dari stirena dan butadiene, acrylonitrile dan butadiene (NBR rubbers), neoprene, karet poliuretan, dan elastomer poliakrilat.

Dalam degradasi plastik dikenal istilah Performance Integrity (PI) yang mengindikasikan bagaimana keutuhan plastik secara fisik dan seberapa resisten untuk terdegradasi atau dapat dikatakan sebagai ukuran kemudahan plastik terdegradasi. Semakin mudah plastik terdegradasi maka nilai PI ini akan menurun. Degardasi alamiah pada plastik dapat dilakukan melalui beberapa cara berikut.

1.     1.  Fotodegradasi

Apabila plastik ingin terdegradasi melalui cara ini maka membutuhkan gugus yang berperan sebagai photosensitizing pada polimernya. Pemeberian gugus ini pada rantai polimer dapat dilakukan melalui reaksi kimia tertentu. Gugus  photosensitizing ini berupa gugus keton (sebagai monomer baru) yang dimasukkan dalam polimer plastik awal melalui kopolimerisasi. Cara kerja sederhananya yaitu ketika gugus photosensitizing terpapar pada sinar matahari alami maka ia akan menyerap radiasi yang menyebabkan rantai polimer pecah menjadi segmen-segmen yang lebih kecil. Contoh aplikasinya yaitu adanya gugus keton yang terkopolimerisasi dengan etilena menghasilan polimer photodegradable untuk manufaktur skala besar. Komposisi dari 1% gugus keton akan mampu tergradasi melalui cahaya matahari setelah tiga minggu terpapar di ruang terbuka yang terkena cahaya matahari.

Beberapa gugus  photosensitizing dapat diinkoporasikan setelah polimerisasi terjadi. Contohnya garam-garam logam, dari nikel kobalt dan besi serta beberapa jenis logam dapat diinkoporasikan sebagai additives dari gugus photosensitizing selama proses. Intinya koporasi tersebut diharap dapat meningkatkan kerja dari  gugus photosensitizing sehingga proses degradasi melalui bantuan sinar matahari ini dapat mudah terjadi. Dengan pemilihan yang hati-hati serta tepat terhadap kombinasi dan stabilizer dan konsentrasi aktivator maka panjang periode induksi dan laju fotodegradasi dapat dikontrol.

2.     2.  Degradasi oksidatif

Degradasi ini melibatkan proses oksdasi dari senywa-senyawa kimia yang ada pada polimer plastik. Proses ini juga membutuhkan additives  tertentu contohnya yang terbaru adalah poliolefin. Formula terbaru dari additive ini menginzinkan adanya degradasi oksdiatid yang diinisiasikan oleh adanya cahaya matahari, panas, atau dengan tekanan mekanis. Fragmen yang terbentuk hasil dari degradasi oksidatif ini bersifat lebih basah kaerna interaksinya meningkat dengan air dan mudah terjadi hidrolisis.

3.     3. Biodegradasi (Biotic Degradation)

Merupakan degradasi kimia yang terjadi oleh adanya aktiviats alami dari mikroorganisme yang terlibat. Degradasi ini menghasilkan gas CO2 dan CH4  

4.       Abiotic Degradation

Merupakan degradasi kimia yang tidak melibatkan adanya aktivitas biologis.

5.       Aerobic and Anaerobic Degradation

Merupakan metode degradasi dengan keberadaan oksigen (aerob) dan tidak adanay oksigen (anaerob).

Kinetika dari degradasi plastik secara khusus bergantung pada konsentrasi, temperature, dan sifat alamiah kimiawi dari plastik.

Finnaly I Can Fly

Hello bloggers, jadi ini sepenggal foto libruan akhri tahun 2019 yang lalu di Pule Payung Kabupaten Kulon Progo Provinsi DIY. Pule Payung termasuk satu kawasan dengan objek Wisata Kalibiru, namun lokasinay lebih tinggi yang di Pule Payung bloggers. Nah, di foto ini spesial banget karen aku lagi coba pertama kali permainan adrenalai Giang Swing. Yuhuuuu anatar senang dan tegang deh rasainnya. Kita diayunkan kuat-kuat di atas tebih dan lembah curam. Tapi background belakang dan sekitarnya masyaAllah indah bak lukisan deh. Oh ya biaya mencoba permainan seru ini Rp35.000/orang ya. Selain Giant Swing ada juga objek atau spot foto menarik lainnya 

#wisatakulonprogo

#wisatajogja

#wisatapulepayung

#giantswingjogja

Green Plastics-Part 2-Polymer of Plastics

Berbicara mengenai polimer yang menjadi cikal-bakal plastik maka perlu diketahui beberapa polimer dan teknik pembuatannya sebagai bahan baku plastik. Pertama yaitu polimerisasi kondensasi yang ditadnai dengan pelapasan molekul air atau molekul kecil lainnya. Contoh dari polimerisasi kondensasi ini adalah polimerisasi dari asam glikolat untuk menghasilkan polimer biodegradable yaitu poly(glycolicacid). Kedua adalah teknik polimerisasi adisi yang ditandai dengan tidak terbentuknya molekul air atau molekul kecil lainnya. Contohnya adalah pembentukan polyethylene. Dalam pembentukan polimer distribusi dari berat molekul menentukan karakter dari polimer. Suatu polimer ada juga yang terbentuk dari poliemr lain seperti poly(viniylalcohol) yang dihasilkan melalui polimerisasi dari poly(vinylacetate). Dikenal pula istilah kopolimer yang merupakan sebuah polimer yang terdiri dari dua atau lebih monomer yang berbeda, contohnya adalah poly(ethylene-co-styrene). Posisi plastik pada kajian polimer yaitu suatu material yang terdiri dari komposisi esensial berupa satu atau lebih senyawa polimer organik dengan berat molekul besar, berupa padatan dalam keadaan finish nya. Selain plastic dikenal juga istilah resin dalam kajian polimer yaitu berupa material awal polimer, terbentuk dalam tiga dimensi dan lembaran atau film. Kembali dalam bahasan plastic bahwa nama plastik sendiri berasal dari bahasa Yunani “plastikos” yang berarti dapat dibentuk. Hal ini sesuai dengan kenyataan sifat palstik emmang dapat dibentuk berbagai aneka ragam. Beebrapa proses teknis untuk pembuata plastic yaitu ekstrusi, injection molding, compression molding, blow molding, transfer molding, dan vacuum forming. Pembahasan singkatnya yaitu ekstruksi merupakan proses dengan pemanasan atau tanpa pemanasan yang dipaksa menjadi suatu bentuk tertentu secara kontinu sebagai film, sheet, rod, dan tubing. Untuk injection molding merupakan proses pembentukan material dengan memaksanya di bawah tekanan dan tempat cetakan tertutup. Sementara itu compression molding adalah metode mencetak material langusng dalam cetakan yang sudah dibatasi menggunakan tekanan dan panas. Untuk blow molding adalah metode fabrikasi dengan memanaskan massa plastik dan dipaksakan menjadi bentuk tertentu sesuai cetakan dengan adanya tekanan gas internal. Transfer molding yaitu memtode pembentukan artikel tertentu dengan menggabungkan (meleburkan) material plastic di dalam bilik lalu dipaksa keseluruhan massanya menjadi cetakan panas yang lama kelamaan memadat. Inti perbedaan dari teknik pembuatan plastic ada pada sumber energinya serta cara pencetakannya.

Tipe plastic dibedakan menjadi dua yang utama yakni termoplastik (thermoplast) dan thermoset. Thermoplast yaitu plastik yang dapat dilunakkan secara berulang melalui pemanasan dan dikeraskan lagi melalui pendinginan,yang mana pada keadaan lunaknya dapat dibentuk menjadi beberapa ragam melalui pencetakan atau ekstrusi. Sedangkan definis untuk sifat atau tipe thermoset yakni sebuah plastic yang setelah di”awetkan” melalui pemanasan atau cara lain senyawanya menjadi tidak larut dan tidak dapat dicairkan kembali. Tipe plastik thermoset menitikberatkan bahwa palstik memiliki struktur cross-linked  tinggi yang mengindikasikan bahwa rantai polimer saling berhubungan secara kimia. Sehingga suatu plastik setelah proses pengawetan rantai polimer tidak dapat bekerja kembali  (berhubungan secara kimia). Jadi intinya untuk tipe thermoset ini suatu plastik yang telah dipanaskan kembali  maka akan sukar untuk menjadi bentuk semula lantaran kerusakan pada rantai polimernya.

Dalam pembuatan plastik dikenal juga bahan additives yang tugany membantu proses fabrikasi atau untuk menghasilkan karakteristik tertentu yang diinginkan pada produk (plastik) final. Contoh additives yang digunakan untuk proses adalah pelumas, agent untuk memudahkan pelepasan dari cetakan, dan agen untuk memudahkan penghembusan. Sementara itu additives ada yang berupa stabilizers yaitu penstabil panas, penstabil sinar UV-visibel, antioksidan (juga berperan sebegai preservasi), dan antimikroba (juga berperan sebagai preservasi) dengan menghalangi pertumbuhan mikroorganisme. Jenis additives lainnya yaitu performance additives yang meliputi bola kaca, kayu, kapur, agen penguat (serat kaca, serat organik, talcum). Bahan lain yang penting untuk proses pembuatan plastik adalah plasticizer yang merupakan agen pelunas yang ditambahkan pada polimer untuk membantu proses atau untuk meningkatkan karakteristik fisik seperti fleksibilitas atau kekerasan. Contoh untuk jenis plastic polimer PVC (Poly(vinyl)(chloride)) menggunakan plasticizer ebanyak 55% dari total berat. Produksi plasticizer ini cukup tinggi, 2/3 bahan plasticizer yang biasa diproduksi dan digunakan yaitu phthalates sebagai plasticizer dari PVC dan Diisononyl  phthalates (DINP) yang digunakan sebagai agen pelunak PVC  untuk jenis yang lebih lunak, biasanya digunakan sebagai bahan mainan anak-anak. Plasticizer lainnya yaitu Di-(2-ethyl(hexyl) phthalate (DEHP) aplikasinya pada tabung medis dan kantong intravena, penggunaanya sebanyak 30% dari total berat kantong.

Campuran dari suatu polimer dengan additives disebut juga compounding yang umumnya bersifat thermoplast. Kerapatan dari suatu compound ini merefleksikan presentase kritalinitas yang merupakan sebuah faktor penting untuk menentukan karakterisitik mekanis. Beberapa istilah compound  yang cukup familiar yaitu HDPE (High Density Polyethylene) yang merupakan berntuk keras terdiri dari rantai molekul yang linear, digunakan bukan untuk membuat pengemas melainkan benda-benda untuk olah raga, pipa, insulator elektronik,  ember dan atau timba. Pembuatan awalnya dilakukan tahun 1950 sebagai aplikasi untuk menghasilkan bahan permainan hula hoops.

Bentuk lain yang lebih lunak yaitu LDPE (Low Density Poly(ethylene)) yang terdiri dari rantai bercabang. LDPE digunakan untuk membuat pengemas makanan, tas supermarket grosir, kantong sampah, botol plastic squeeze, dan juga ebberapa benda nonpengemas seperti mulsa dan pada industri yang membutuhkan lembaran. Selanjutnya ada LLDPE (Linear Low-Density Polyethylene) yang memilki rantai bercabang yang lebih pendek dibadningkan LDPE dan tentunya karakter yang lebih baik dibanding LDPE. Teknologi LLDPE saat ini bersaing dengan LDPE dalam hal penggunaannya di pasaran. Jenis polimer plastik lainnya yaitu Poly(vinyl chloride) atau PCV untuk aplikasi pengemasan dan nonpengemasan seperti jas hujan, insulator elektronik, dan kartu kredit.Polypropylene atau PP yang aplikasinya cukup luas yakni film pengemas, pelapis kabel, automobile, container makanan, botol, hingga battery cases. Polystyrene merupakan polimer yang aplikasinya lebih banyak untuk pengemas makanan, dikenal juga dengan Expanded Polystyrene foam yang juga disebut dengan istilah awam styrofoam. Polimer terakhir  yang diabahas yaitu Poly(ethylene terephthalate)atau PET  yang penggunaannya diperuntukkan botol soda dan berbagai kontainer. Teknologi baru dalam pembuatan plastik saat ini menggunakan beberapa polimer jenis baru seperti polyetherimide, cycloolefin, copolymer, aliphatic polyketones, dan syndiotactic polystyrene.

Mengulang kembali bahasan tentang thermoset, dikatakan bahwa plastik dengan sifat ini menggunakan resin. Sebanyak 10% dari produksi resin berupa resin fenolik yang terdiri dari senyawa fenol dan formaldehida. Senyawa fenolik bersifat resisten terhdap panas dan bahan kimia. Resin digunakan untuk keperluan papan sirkuit, plywood adhesive, fiberglass binder, furniture, transportasi hingga konstruksi industri. Aplikasinya yang luas ini didukung karena sifatnya menyediakan kekuatan, namun tidak dapat dipanaskan kembali  (untuk dibentuk bahan plastik lain) sehingga tidak dapat didaurulang. 

Green Plastics-Part 1-Introduction and The Emerging of Plastics

Halo assalamualaikum, udah lama gak nge post tentang resensi buku nih. Nah, kali ini Early mau sharing tentang isi buku Green Plastics “An introduction to the New Science of Biodegradable Plastics” karangan E.S. Stevens. Jadi, buku ini pas kebeneran banget karena diminta tolong buat belajar bareng dengan Ibu calon doktor, alias saya suruh bantu disertasi bu calon Doktor Teknologi Pertanian, sebut saja Ibu Rima ya. Ibu Rima memiliki topik disertasi tentang bioplastik yang sekarang memang lagi marak dan digencarkan dalam dunia riset. Kajian bioplastik ini dilakukan sangat komprehensif tidak hanya dari sisi sumber nya yang berasal dari biomassa atau lebih terhubung dengan teknologi pertanian tetapi juga kajian mendasar secara kimia yang memang harus diketahui benar mengapa suatu senyawa dapat dikatakan sebagai kandidat sebuah bioplastik. Untuk kajian kimia dasarnya tersebut, Ibu Rima belajar bersama bareng saya. Jadi, judulnya memang belajar bersama karena saya bukan mau “ sok menggurui” lantaran latar belakang jurusan. Lebih dari itu saya ingin menambah ilmu dan pemahaman juga terkait bioplastik (yang sebenarnya juga bukan topik skripsi saya), calling back my memories tentang dasar-dasar ilmu kimia dalam berbagai aplikasi ilmu terapan lainnya, dan tentu saja thalabbul ilmi sambil membantu untuk mengharap Ridha-Nya. Well, langsung aja ya ke isi bukunya.

Awal bab buku menceritakan tentang histori dari plastik itu sendiri, yang mana keberadaanya sangat most commonly dan sangat multipurpose. Pada saat buku ini dicetak sekitar tahun 2009 diperoleh diperoleh data bahwa 100 juta ton plastik diproduksi tiap tahunnya dan 70% penggunaan plastik sebagai pembungkus makanan dan minuman. Kenyataan tersebut sejalan dengan teknologi microwave yang memang membutuhkan wadah berbahan nonlogam untuk menghangatkan makanan. Selain sebagai pembungkus makanan minuman, plastik juga memiliki peranan besar dalam industri packaging. Seiring dengan pertumbuhan dan kebutuhan plastik untuk packaging, penggunaan adhesive atau perekat baik sintetis maupun alami juga turut meningkat. Pada Bab awal ini digambarkan pula kebutuhan plastic yang sangat menunjang berbagai keperluan dan kegiatan misalnya dalam bidang pertanian seperti penggunaan agricultural covers (mulsa) yang berbahan plastik sangat menunjaang untuk peningkatan produksi makanan (hasil panen berlimpah). Lalu ada plant containers binders dan netting untuk melindungi hasil panen dari burung.

Plastik sebagai material memiliki definisi yang kompleks. Material sendiri diartikan sebagai apapun bahan atau materi yang dapat difabrikasi menjadi produk yang (lebih) berguna. Atas dasar definisi tersebut pembuatan suatu material membtuuhkan studi dari berbagai sudut pandang. Oleh karenanya, lahirlah Material Scicence sebagai studi terhadap komposisi material yang membutuhkan aplikasi dalam fabrikasi untuk menjadi produk bermanfaatn. Studi ini merupakan studi interdisipliner yang melibatkan aspek kimia, teknik, fisika, biologi, hingga geologi. Pada studi ini dijelaskan istilah tentang komposit yang merupakan produk padat terdiri dari dua atau lebih fasa termasuk material pengikat (matriks) dan serat sebagai material partikulatnya. Kompisit yang kuat membutuhkan ikatan antar muka yang kuat pula. Sebuah kaca yang dikuatkan oleh plastik dapat lebih kuat dibandingkan baja dengan densitas berkisar 1,5-2,2 g/cm3. Definisi lebih luas dari komposit tidak hanya untuk material heterogen tetapi juga campuran homogen termasuk novel blends dari plastik. Selain komposit ada juga istilah  laminate atau laminar yang merupakan suatu produk terbuat oleh ikatan bersama dari dua atau lebih lapisan material. Tujuan dari pengembangan komposit dan laminar ini yaitu untuk mengombinasikan karakteristik fisika suatu material.

Setelah dikenalkan dengan istilah material dan posisi plastik dalam material science, selanjutnya Bab mengenai Plastics and the Environment. Sebenarnya bahan dasar plastik hanya berasal dari 4-5% produksi minyak dan gas dan dalam proses nya hanya membutuhkan 2-3% penggunaan energi lebih rendah dibandingkan energi yang dibutuhkan untuk memperoses pasir silika menjadi kaca. Namun, yang menjasi permasalahan adalah dalam hal limbah yang dihasilkan. Sampai artikel buku ini dipublikasikan, sebanyak 40-60% sampah yang di temukan di pesisir berupa sampah plastik. Tingginya produksi sampah plastik yang beriringan dengan produksi plastik sendiri untuk memenuhi kebutuhan mendorong upaya untuk melakukan manajemen limbah plastik dengan baik.

Manajemen limbah plastik itu dimulai dari penggunaan komposisi plastik sebagai pembungkus yang lebih rendah dari sebelumnya. Hingga saat ini teknologi untuk daur ulang plastik (recycle) masih tersu  dikembangkan dengan penggunaan compatibilizers  dan stabilizers. Penurunan mutu material selama daur ulang dititikberatkan pada rantai polimer plastik yang perlu dipotong dan kekuatannya yang perlu dikurangi. Contoh pada polistirena setalah tiga kali dimasukkan dalam mesin extruder diperoleh hasilnya 9% ukuran rantai polimer tereduksi dan 34%  kekuatan ikat polimer tereduksi. Bisa dibayangkan proses daur ulang plastik yang dilakukan masih belum efektif dan efisien untuk mendegradasi plastik.  Sementara itu ada jenis polimer plastik lain yaitu Poly(ethyleneterephthalate) yang biasa digunakan sebagai pembungkus minuman ringan tidak dapat dilakukan daur ulang, disebutkan bahwa lebih dari 90% jenis plastik memang tidak dapat didaur ulang dan berpindah penanganannya dalam metode pembuangan.

Metode pembuangan yang dimaksud yaitu insenerasi, pirolisis, dan landfills (penimbunan dalam tanah). Insenerasi yaitu daur ulang energi karena kemungkinan dari munculnya panas dapat merusak nilai material dan tidak mengurangi kebergantungan pada bahan dasarnya. Namun, masalah yang muncul dari metode ini adalah toksisitas yang dihasilkan dari proses pembakaran polimer plastik menimbulkan polutan baru berupa gas HCl, dioksin, hingga logam berat. Metode kedua yakni pirolisis, yaitu material limbah dipanaskan tanpa oksigen dan dimungkinkan dilakukan di bawah tekanan ambient. Metode ini menjaga nilai-nilai material dari limbah. Teknologi pirolisis terbaru dapat memecah limbah plastic terutama polimer panjang dapat dipecah menjadi rantai yang lebih kecil. Jadi, polimer akan berubah menjadi unit penyusun hidrokarbon, yang mana menjadi awal mula plastik dibuat. Selanjutnya, fraksi hidrakarbon penyusun ini yang memiliki berat molekul rendah dapat digunakan lagi untuk membuat virgin polymer. 

Akan kita lanjut pada post Green Plastics Part 2