Oleh Mohd Faizal Aziz

Tenaga sangat penting dalam kehidupan. Hakikat ini diakui kerana tenaga bukan sahaja diperlukan untuk tumbesaran dan pergerakan malah ia meliputi segenap aspek kehidupan manusia termasuk aplikasi sistem yang canggih, perindustrian, pengangkutan, pertanian, pencahayaan dan sebagainya.

Sukar dibayangkan sekiranya kita tidak mempunyai bekalan tenaga elektrik atau kehabisan bekalan gas, diesel atau petrol. Mungkin sukar untuk kita ke sesuatu tempat tanpa kenderaan. Surirumah atau pengusaha restoran  mungkin tidak dapat menyediakan juadah kerana ketiadaan gas memasak. Jalanraya juga mungkin kacau-bilau akibat lampu isyarat yang tidak berfungsi. Lampu jalan yang tidak berfungsi menambah lagi kegelapan malam. Mereka yang bekerja di bangunan tinggi juga tentu kepenatan menaiki tangga akibat lif yang tidak berfungsi akibat ketiadaan elektrik. Tanpa tenaga, tidak dapat dibayangkan bagaimana kehidupan di dunia kini.

Umumnya, sumber tenaga berpunca daripada empat sumber asas; tenaga suria,geoterma, tenaga ombak dan tenaga nuklear. Sumber utama ialah tenaga suria daripada sinaran cahaya matahari. Geoterma dihasilkan oleh aktiviti magma dalam perut bumi. Tenaga ombak pula terhasil daripada peredaran bumi yang menghasilkan air pasang surut. Manakala tenaga nuklear dihasilkan daripada pembelahan nukleus unsur-unsur tidak stabil bahan radioaktif. Ada ura-ura mengatakan bahawa Malaysia juga berhasrat untuk memajukan tenaga nuklear untuk penjanaan tenaga elektrik  Sehingga kini ia masih di peringkat perbincangan dan keputusannya belum diumumkan lagi oleh kementerian yang terbabit. Banyak isu-isu keselamatan dan pandangan pakar perlu diambil kira sebelum memutuskan untuk menggunakan tenaga nuklear sebagai sumber penjanaan elektrik. Namun begitu teknologi sinaran nuklear telah banyak dimajukan untuk kegunaan dalam bidang perubatan dan pertanian yang sedang giat dijalankan oleh Agensi Nuklear Malaysia.

Tenaga suria digunakan dalam tiga bentuk; sinaran suria terus, tenaga yang tersimpan dalam bentuk hidrokarbon dan tenaga tidak terus yang menghasilkan tenaga angin, tenaga hidro dan juga tenaga terma laut. Sinaran suria dapat digunakan secara terus dengan menukarkannya kepada tenaga elektrik menggunakan sel fotovoltaik atau digunakan sebagai tenaga haba dalam sistem air panas suria dan juga pengeringan. Tenaga suria tersimpan dalam dua bentuk; pertama dalam bentuk mineral yang disimpan dalam perut bumi seperti arang batu, petroleum dan gas. Ketiga-tiga sumber ini merupakan tenaga yang amat terkenal penggunaanya pada masa sekarang. Malah kenaikan harga bahan api utama petrol dan diesel baru-baru ini menyebabkan ramai orang mula memandang serius tentang tenaga keterbaharuan. Selain itu tenaga suria hidrokarbon yang boleh diperbaharui disimpan dalam bentuk biojisim dan juga biogas.

Biojisim yang terdapat dalam tumbuhan dianggap sebagai sumber tenaga boleh diperbaharui kerana tumbuhan dapat ditanam berulangkali. Biogas pula terhasil daripada bahan organik yang ditindakbalaskan oleh mikroorganisma tanpa kehadiran oksigen atau udara yang menghasilkan gas metana dan karbon dioksida. Gas metana merupakan bahan bakar paling baik dan tidak mencemarkan alam, tetapi sekiranya dilepaskan ke udara boleh mengakibatkan kesan rumah hijau.

Tenaga sangat diperlukan dalam semua aktiviti manusia. Oleh yang demikian tenaga diperlukan dalam pembangunan sesebuah negara. Lebih pesat pembangunan yang dijalankan, lebih banyak tenaga yang perlu dihasilkan untuk memenuhi pembangunan tersebut.

Masa hadapan dalam menghadapi krisis tenaga kesan dari kenaikan harga minyak dan kos penggunaan tenaga elektrik yang tinggi ialah penggunaan tenaga keterbaharuan. Antara tenaga keterbaharuan yang mendapat perhatian pada masa kini ialah tenaga suria  yang digunakan dengan meluas di negara-negara maju. Antara aplikasi tenaga suria ialah untuk menyerap tenaga suria dan haba dalam bentuk cecair sebelum menukarkannya dalam bentuk wap panas atau stim dengan jumlah yang banyak. Stim tersebut akan berfungsi untuk menggerakkan turbin dan generator untuk menghasilkan tenaga elektrik. Teknologi ini banyak digunakan untuk menara-menara solar, rumah kediaman dan resort yang mempunyai sinaran cahaya matahari yang panjang dan mencukupi. Malaysia berpotensi untuk memajukan sumber tenaga suria ini memandangkan iklim negara kita yang berada di garisan khatulistiwa yang menerima pancaran matahari yang banyak sepanjang tahun. Selain itu beberapa institusi pengajian tinggi awam dan swasta sedang giat menjalankan penyelidikan tentang potensi tenaga ini.untuk dikomersilkan. Namun begitu beberapa faktor lain perlu dikenalpasti untuk melaksanakannya. Informasi mengenai taburan keamatan cahaya sangat penting sebelum menetapkan lokasi yang sesuai bagi penjanaan tenaga solar. Selain itu, luas kawasan juga perlu diambil kira bagi memastikan serapan tenaga solar boleh mencapai kuantiti yang mencukupi untuk penjanaan tenaga yang lebih cekap.

Selain tenaga solar, ombak juga merupakan salah satu sumber tenaga alternatif yang boleh dibangunkan untuk penjanaan tenaga elektrik. Kita bersyukur kerana hampir keseluruhan negeri di Semenanjung Malaysia dan Malaysia Timur iaitu Sabah dan Sarawak dikelilingi oleh laut. Negara maju seperti Portugal telah lama memajukan tenaga ombak untuk bekalan elektrik mereka. Tenaga ombak boleh digunakan untuk penduduk-penduduk yang tinggal di pesisir pantai dan juga untuk operasi pelabuhan-pelabuhan di dalam negara.

Sebenarnya penggunaan tenaga yang boleh diperbaharui bukanlah perkara baharu di negara kita. Pada tahun 1992, Profesor Dr Baharuddin Yatim dari Universiti Kebangsaan Malaysia, telah menganggarkan bahawa hampir 12 peratus dari jumlah tenaga yang digunakan adalah berpunca daripada sumber tenaga yang boleh diperbaharui terutamanya biojisim. Sebahagian besar penggunaan biojisim adalah dalam industri kelapa sawit. Contohnya, loji biojisim yang dibangunkan oleh Felda Holding Berhad pada tahun 2006, berupaya menjana tenaga elektrik sebanyak 7.2 MegaWatt daripada sumber tandan kosong kelapa sawit.

Malaysia sebenarnya mempunyai kemampuan dari segi sumber dan modal insan untuk  membangunkan tenaga alternatif bagi menggantikan sumber yang sedia ada. Dengan memanfaatkan peluang dan kekuatan yang dimiliki melalui penumpuan terhadap tenaga keterbaharuan seperti tenaga angin, solar, hidro, nuklear dan juga biojisim, kita mampu menjadi contoh kepada negara lain dalam menghadapi krisis tenaga yang semakin meruncing. Malaysia harus bergerak pantas dalam usaha menangani fenomena kenaikan harga bahan api dan krisis tenaga yang berterusan dengan melihat potensi tenaga alternatif. Istilah yang sedang hangat dibicarakan pada masa kini ialah ‘tenaga’ selepas internet, bioteknologi dan nanoteknologi. Bak kata Geoffrey Carr, seorang kolumnis majalah The Economist “masa hadapan  bergantung kepada kuasa dan tenaga”.

Catatan :// Artikel ini muncul di Estidotmy Julai 2008

Prof. Dr. Mohd Arip Kasmo
Pusat Pengajian Umum – Universiti kebangsaan Malaysia

http://pasakeedah.blogspot.com

Terdapat beberapa hujah yang menolak gagasan Sains Islam. Antaranya, tidak ada yang salah dalam kaedah memperoleh ilmu seperti yang di amalkan di barat, dan di dunia dewasa ini. Malah, kaedah untuk memperoleh ilmu tersebut adalah bermuasal dari Islam, sebelum dimajukan (lagi) oleh Barat. Justeru, menurut Prof Dr. Mohd Arip Kasmo, dari Pusat Pengajian Umum, UKM, sebenarnya gagasan Sains Islam itu adalah tidak tepat, dan menerusi wawancara ini jelas beliau sangat tidak selesa dengan gagasan tersebut. Elok sekali jika kita menelusuri saingan wacana terhadap Sains Islam ini.

Dari sudut bahasa, apa bezanya sains, ilmu, al-’ilm, knowledge, science, dan Scientia? Apakah terjemahan yang tepat untuk “Islamization of knowledge” yang dianjurkan oleh Ismail Faruqi?

Pastinya dari sudut bahasa ia berbeza dan terdapat kepelbagaian maksud. Sains berasal dari  perkataan Latin, Scientia (yang juga didefinisikan secara pelbagai) umpamanya ada yang  mengatakan ianya adalah gabungan pelbagai jenis ilmu (yang ini seiring dengan al-Ulum). Cuma, apa yang difahami oleh orang awam ialah sains sebagai ilmu-ilmu fizik, biologi, kimia, geologi, dll yang seumpamanya. Sebab itu muncul dikotomi ilmu dalam Islam. Ulama itu hanya orang yang belajar agama sahaja sedangkan kitab-kitab Arab juga menamakan Einstein sebagai ulama, Newton juga seorang ulama (singular alim).

Bagaimana sejarah dan kemunculan gagasan Pengislaman Ilmu? Apakah peranan dan sumbangan Sayyed Hossein Nasr dan Syed Muhammad Naquib al-Attas pula dalam gagasan ini? Dan, apakah sebenarnya yang dimaksudkan dengan gagasan Pengislaman Ilmu, atau Sains Islam ini?

Yang saya maklum, gagasan Pengislaman Ilmu ini dipelopori Ismail al-Faruqi. Tulisan-tulisannya banyak membahaskan pengislaman Ilmu. Di Malaysia, pemikiran Ismail al-Faruqi dipanjangkan oleh IIIT Malaysia. Gagasan Pengislaman Ilmu juga dilakukan oleh Syed Naquib al-Attas. Manakala tentang Seyyed Hossein Nasr, saya kurang maklum.

Apakah Pengislaman Ilmu cuba melakukan pemadanan sains dan Islam sepertimana yang dilakukan oleh Harun Yahya, Abdul Razzaq Naufal, dan kalangan ‘Bucaillisme’ yang lain? Sebab, terdapat kecenderungan di kalangan ini yang mendakwa bahawa banyak penemuan teori-teori besar adalah milik asal Islam. Ini dapat kita lihat keseronokan mereka yang mendakwa teori dentuman besar, teori kenisbian, dll adalah Islamik dan serasi dengan al-Qur’an. Apakah begitu? Atau, ini satu perampasan identiti penemuan Sains Barat di sebalek kemalasan/kelambatan umat Islam untuk menyelidik? Atau juga, bukan kedua-duanya? Atau, bagaimana?

Islamisasi Sains ini bukan memadankan Sains dengan al-Quran. Islamisasi sains /ilmu ini bagi pendapat saya adalah usaha untuk mencari satu kaedah Islam untuk memajukan sains. Kaedah Saintifik (Scientific Method) itu adalah hasil daripada minda Islam, bukannya dari minda Bacon. Jabir Ibn Hayyan al-Kufi, Ibn al-Hazen yang hidup pada kuruk ke-8 itu adalah pelopor Kaedah Saintifik, bukan Bacon yang lahir pada kurun ke-15. Jadi, mengapa pula kita mengatakan sains yang ada ini Sains Barat. Saya cukup tak setuju dengan pendekatan ini! Apa yang berbeza waktu ini, banyak penemuan-penemuan berkembang di barat. Ini kerana mereka (barat) amat giat membuat penyelidikan!

Satu lagi perkara yang saya amat tidak bersetuju ialah pandangan bahawa kita memadankan sains dengan al-Quran. Sardar yang mengungkapkan perkataan Bucaillisme ini barangkali tidak membaca karya-karya ulama seperti Syed Qutb dalam kitabnya berjudul Tasawur Fanna fil Quran. Dalam kitab tersebut jelas membahaskan tentang sains dan al-Quran. Sardar juga barangkali tidak membaca kitab Allah Jalal Jaluhu yang dinukil oleh al-Marhum Sa’id Hawwa, yang di dalam kitab tersebut turut jelas membuktikan kebenaran al-Quran menerusi sains.

Satu lagi yang penting ialah dalam Surah al-Anbia ayat 30, Allah berfirman yang maksudnya “Kami akan tunjukkan tanda-tanda Kami di ufuk-ufuk dan pada diri mereka sendiri sehingga jelas kepada mereka bahawa al-Quran adalah benar.”

Apa dia maksud ayat-ayat Kami pada ufuk-ufuk dan pada diri sendiri? Ini adalah merujuk kepada alam ini. Alam ini perlu dikaji (atau dibaca, atau difahami… kerana membaca itu diiringi dengan memahami). Bagaimana kita memahami alam, tidak lain dan tidak bukan melalui kajian. Ala mini sudah tentu takkan dapat difahami sekiranya alam ini hanya dijadikan bahan untuk bersajak, seperti mithanlnya, “Alangkah indahnya alam ini, gunung-gunung berbalam-balam, burung-burung nan bertebangan.” Mengkaji alam itu ada kaedahnya dan sekiranya alam ini dikaji dengan kaedah-kaedah yang sistematik, maka ia adalah sains.

Tak kiralah sains itu hasil kajian orang Islam atau bukan Islam (kerana Allah s.w.t. bercakap kepada manusia secara umumnya). Jadi, kalau orang Barat menemui teori dentuman besar (big-bang theory), dan selepas mereka mengkaji teori tersebut kemudiannya mereka membaca pula al-Quran, bukankan nantinya mereka akan kata, “lihat, bukankah benar apa yang diungkapkan oleh al-Quran,” atau, “How could Quran talk about this?”

Ramai ahli sains Barat yang masuk Islam kerana penemuannya seperti Maurice Bucaille sendiri, Professor Milan (dari Republik Czech), Professor Tjitat Tjison dari Chiang Mai, Omar Sallahuddin yang pernah mengajar di Pusat Pengajian Umum (UKM), Professor Omar Schroeder dari German dan ramai lagi.

Justeru itu, saya berpendapat kita perlu menghentikan penggunaan perkataan “Bucaillisme”. Secara tidak sedar kita sebenarnya telah menghina al-Quran, dan sekaligus menghina ulama-ulama kita.

Bukankah rahmat teknologi yang kita nikmati dewasa ini adalah hasil daripada kekayaan ilmu yang diolah dari Tamadun Barat? Dan ternyata, Islam menerusi ummatnya tidak dilihat pun dapat menyaingi kemajuan Barat tersebut. Malah, kita sentiasa mengekorinya saja. Jadi, bukankah kita hanya menumpang/menikmati kelebihan sains dari Barat, di mana Sains Islam tidak pun dapat menawarkan apa-apa teknologi yang menarik pada hari ini?

Saudara belajar sains dari sekolah menengah sampai universiti. Sementara saya belajar sains dari sekolah menengah sampai universiti. Apakah ada sesuatu yang menyebabkan anda mengatakan sains yang dipelajari itu tidak Islam atau kafir? Saya belajar tentang fotosintesis, respirasi, meiosis, mitosis, termodinamik, graviti, dll. cuba tunjukkan kepada saya mana yang bercanggah dengan Islam? Sekali lagi, saya harus tekankan mengapa kita terus menerus mengatakannya adalah sains barat sedangkannya adalah berasal dari tradisi Islam? Apakah Biology itu sains Barat, apakah Physics itu sains Barat, apakah Geometry itu sains Barat, apakah Trigonometry itu sains Barat, apakah Numeric System yang kita gunakan itu adalah nombor Barat? Sebenarnya tidak. Jadi, adalah lebih baik kita sebut itu sebagai “Sains” sahaja.

Kenapa kita sepertinya tidak pernah dengar terdapat sains yang cuba dikaitkan dengan agama, atau unsur-unsur kepercayaan lain. Mithalnya, tidak pernah kita mendengar adanya Sains Lao-Tze, Sains Budhha, Sains Hindu, atau Sains Zoroaster, dll. Bahkan, Barat tidak pula menamakan sains mereka yang hebat pada hari ini sebagai Sains Kristian. Tapi, Islam atau muslim umpamanya, begitu ‘istimewa’ dan ‘terhegeh-hegeh’ untuk melekatkan sains dengan agama. Jadi, mengapa sains perlu disandarkan kepada Islam, yang jelas sesuatu tindakan yang tidak dilakukan dilakukan oleh agama dan kepercayaan lain?

Perlu diingat bahawa agama dan kepercayaan yang disebutkan tersebut bukan bersifat syumul atau komprehensif. Kebanyakan menjurus kepada aspek kerohanian sahaja. Oleh sebab itu bagi mereka yang prihatin mereka melihat sains juga seharusnya ada pada Islam dan mempunyai ciri-ciri tertentu yang melayakkannya digelar sebagai sains Islam. Tetapi tidak ramai yang prihatin dan mereka terdiri dari sarjana falsafah. Syed Muhammad Naquib al-Attas dan Ismail al-Faruqi yang mempelopori Islamisasi Ilmu adalah ahli falsafah, bukannya saintis.

Dikatakan sains itu tidak bebas nilai. Tapi, apakah bezanya sains di Barat dengan sains yang difahami dalam Islam? Sebab, tiada nampak beza antara nombor “1? dalam Islam dengan nombor “1? dalam Barat? Begitu juga, apa bezanya fizik kuantum/geometri/anatomi-manusia di Barat, dengan fizik kuantum/geometri/ anatomi-manusia dalam Islam? Bukankah semua ilmu adalah sama di mana-mana, dan pada bila-bila masa?

Yang menjadikannya penuh dengan value (nilai) atau tidak, ialah faktor manusia itu sendiri. Lihat sahaja nombor ini, 4578 sekiranya nombor ini dijadikan nombor ekor maka nilainya ialah nilai perjudian dan sekiranya ia dijadikan nombor angka giliran peperiksaan, maka nilai telah menjadi satu ibadah.

Definisi sains barat yang dikemukakan oleh Shaharir Mohamad Zain dalam “Pengenalan Sejarah dan Falsafah Sains” ialah, “sains berupa analisis fenomenon secara bersistem, mantik dan objektif dengan kaedah khusus yang diperantikan untuk mewujudkan penumpukan pengetahuan yang boleh dipercayai.” Jadi, adakah Pengislaman Ilmu bertujuan untuk memasukkan aspek-aspek metafizik, ketidakmantikan, dan diluar-kerasionalan? Tapi, bukankah pula sukatan dan kaedah ilmu yang digunakan oleh sains dalam definisi tersebut paling disepakati oleh semua pihak, kerana Sains Barat ternyata sangat empirikal dan mudah dipercayai. Tidak begitu?

Saya sedang belajar, dan akan terus belajar. Cuma, saya ingin menegaskan bahawa apakah sains sekarang tidak berasaskan kepada metafizik? Bukankah ahli sains berpendapat bahawa:

(1) Alam ini dikawal oleh hukum dan hukum-hukum inilah yang menyebabkan alam ini berfungsi dengan sistematik. Bukankah kenyataan ini kenyataan metafizik? Sebenarnya dakwaan bahawa alam ini dikawal oleh hukum adalah dakwaan metafizik.

(2) Hukum alam ini bersifat rasional dan boleh dikaji.

Justeru itu, kita perlu terima hakikat bahwa ada perkara yang bersifat metafizik (yang bukan fizikal!) yang mana tidak perlu kita rasionalkan dan memang tidak boleh dirasionalkan. Apakah kita boleh rasionalkan bahawa manusia ini akan dibangkitkan kembali oleh Allah dan disusun semula tulang-tulang manusia dengan sempurna? Apakah kita mahu merasionalkan Israk wa Mikraj yang sememangnya tidak bersifat rasional?

Jadi, apa yang boleh disumbangkan oleh Sains Islam kepada dunia keseluruhannya? Dan di mana kerugiannya jika kita melanggan Sains Barat?

Seperti yang saya tekankan sebelumnya, saya tidak selesa dengan istilah Sains Islam. Ini kerana, apa salahnya kita gunakan kaedah yang ada sekarang. Penakulan Induktif dan juga Falsification (pemalsuan). Kedua-duanya adalah wahana untuk mendapatkan ilmu pengetahuan dan mengembangkan ilmu. Yang penting ialah untuk mendidik manusia ke arah menjadi manusia yang bertakwa dan juga sekaligus ahli sains yang bertaqwa.

Akhir sekali, apa halangan yang maseh wujud dalam memperkasakan lagi gagasan Pengislaman Ilmu ini?

Sekali lagi saya tidak begitu setuju dengan Pengislaman Ilmu/Sains Islam/Islamisasi Sains ini. Apakah ilmu ini bukan Ilmu yang diberikan oleh Allah s.w.t.? Saya rasa sudah tiba waktunya kita perlu menutup bab “Pengislaman Ilmu” ini. Sebaleknya, apa yang perlu kita lakukan ialah terus melakukan penyelidikan seperti yang diperintahkan oleh Allah s,w,t. dalam ratusan ayat al-Quran. Barangkali ada yang tidak selesa dengan sikap saya ini. Tapi sememangnya kita boleh saja untuk tidak bersetuju.

Catatan :// Terima Kasih diucapkan kepada saudara Aqil Fitri, editor UmmahOnline kerana membenarkan wawancara ini diterbitkan semula di MajalahSains.Com.

Oleh : Ismayadi Ismail

Sejak zaman dahulu lagi manusia telah memerhatikan alam semulajadi sebagai sumber inspirasi. Sifat dan ciri yang ada pada flora dan fauna telah memberikan idea kepada manusia untuk kelangsungan hidup dengan meniru gaya dan sifat alam untuk kegunaan dan aplikasi seharian. Perkataan biomimetik mungkin baru kedengaran bagi sesetengah masyarakat, namun jika diundur ke belakang didapati nenek moyang kita telah menggunakan inspirasi dari alam untuk mencipta pelbagai bahan dan juga peralatan sejak berkurun lamanya. Biomimetik bermaksud meniru atau mengambil contoh kebolehan alam semulajadi termasuk haiwan atau tumbuhan yang diterjemahkan kepada rekabentuk kejuruteraan yang dapat digunakan untuk menghasilkan peranti atau perkakasan kegunaan manusia.

Kita dapat melihat masyarakat China yang menggunakan prinsip biomimetik dengan mencipta sutera tiruan sejak 3000 tahun dahulu. Cendekiawan masa lampau, Leonardo da Vinci pula telah mengkaji bagaimana cara burung terbang dan beliau telah mencetus idea bagi rekabentuk mesin terbang. Pada kurun ke-20, kita boleh lihat pelbagai produk yang diilhamkan dari alam semulajadi termasuklah rekabentuk pesawat. Sejak tahun 1980, kepintaran buatan dan rangkaian neural dalam bidang teknologi maklumat telah tercetus hasil dari kajian dan keghairahan meniru otak manusia. Kewujudan sel bio dan asid deoksiribonukleik (DNA) telah member ilham kepada para saintis dengan harapan suatu hari nanti mereka dapat mencipta alat berskala molekul yang dapat membina dirinya sendiri. Dalam bidang biologi, protein telah digunakan dengan mengawal formasi sebatian bahan kimia bagi membentuk struktur bahan fungsian dan juga hibrid.

Bagi bidang biomimetik, penggunaan kaedah-kaedah dan juga sistem yang wujud dalam alam sekitar bagi aplikasi kejuruteraan dan teknologi telah berkembang dan menghasilkan banyak inovasi yang jauh lebih baik dari apa yang akal manusia dapat fikirkan. Ini adalah kerana alam semulajadi telah mengambil masa berbilion tahun dan menghasilkan penyelesaian yang efektif kepada masalah kompleks di sekeliling manusia. Dalam sistem alam semulajadi, pembaziran dan kecuaian amat jarang berlaku tidak seperti sistem ciptaan manusia. Kita mengambil contoh kereta yang dijanakuasa dengan gas hanyalah 20 peratus efisien yang mana hanya 20 peratus dari kandungan tenaga terma dari gasolin ditukarkan kepada daya mekanikal.

Perkataan biomimetik pertama kali digunakan oleh seorang pereka dari Amerika, Otto Schmitt pada tahun 1950. Biomimetik juga dikenali sebagai Bionik (istilah ini pertama kali digunakan oleh seorang pegawai tentera udara Amerika pada tahun 1958), bio-inspirasi dan juga biognosis. Ia telah digunakan dalam pelbagai bidang termasuklah dalam sains politik sehingga ke rekabentuk kereta dan sains komputer (sibernetik, neuron tiruan dan rangkaian neural tiruan menggunakan prinsip biomimetik). Secara umumnya terdapat tiga model biologi yang telah ditiru untuk aplikasi teknologi:

1) Replikasi kaedah pemprosesan semulajadi seperti pembuatan sebatian bahan kimia oleh flora dan juga fauna.

2) Peniruan mekanisma yang wujud dalam alam seperti daya lekatan seumpama velcro dan kebolehan cicak melekat pada dinding.

3) Menyalin prinsip berorganisasi daripada kelakuan sosial organisma seperti semut, lebah dan juga mikroorganisma lain.

Sekumpulan penyelidik dari University of Bath, United Kingdom yang diketuai oleh Dr. Julian Vincent telah membuat satu pangkalan data “paten biologi” yang membolehkan para jurutera secara terus mendapat akses terhadap sifat dan ciri alam tanpa perlu mendapatkan khidmat nasihat dari ahli biologi. Menurut majalah “The Economist” keluaran Jun 2005, kaedah pangkalan data ini akan membolehkan sesiapa sahaja mencari dan meneroka mekanisma biologi untuk penyelesaian secara natural bagi penyelesaian masalah teknologi manusia.

Aplikasi biomimetik boleh dilihat dengan contoh mudah seperti penggunaan velcro yang dihasilkan pada tahun 1948 oleh seorang jurutera Swiss, George de Mestral dimana beliau menyedari bagaimana mekanisma duri tumbuhan yang melekat pada bulu anjingnya. The Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), satu organisasi penyelidikan dan pembangunan Jabatan Pertahanan Amerika dan juga NASA telah menggunakan prinsip biomimetik dalam mengkaji sistem navigasi dan strategi pergerakan serengga bagi merekabentuk kenderaan dan robot tanpa pemandu generasi masa hadapan. Penggunaan biomimetik juga boleh dilihat dalam penggunaan terowong angin, dimana para penyelidik telah mendapati sirip pada belakang ikan paus amat efisien sebagai rekabentuk sayap dan prinsip tersebut telah digunakan dalam industri aeronautik pesawat. Para jurutera sedang cuba menggunakan prinsip aerodinamik ini terhadap pesawat masa hadapan dan juga rekabentuk automotif. Pada masa yang sama para jurutera di Airbus (syarikat pesawat di eropah) telah menggunakan kulit kasar ikan jerung sebagai sumber inspirasi mereka dalam merekacipta bahan bagi penyalutan sayap pesawat yang mana telah mengurangkan sebanyak 6 peratus daya seretan dan meningkatkan kecekapan penggunaan minyak. “Pita Gecko” adalah satu produk yang masih dalam fasa penyelidikan dan pembangunan diinspirasikan dari kebolehan cicak memanjat dan berjalan pada siling dan dinding rumah. Daya van der Waals (daya tarikan antara molekul yang lemah) telah dieksploitasi dengan meniru struktur seperti rambut halus yang menyaluti kaki cicak. Syarikat DaimlerChrysler pula sedang berusaha membangunkan kenderaan konsep yang sangat efisien bagi pengunaan minyak berdasarkan badan seekor ikan yang berbentuk kiub. Kenderaan tersebut dikatakan dapat menjimatkan sebanyak 20 peratus penggunaan minyak dan mengurangkan 80 peratus pelepasan gas merbahaya seperti nitrogen oksida.

Pada masa yang terdekat, kita akan dapat melihat peningkatan penggunaan prinsip biomimetik bagi menambahbaik kecekapan manusia dalam mencipta produk-produk dan sistem. Cuba kita berhenti seketika dan melihat alam disekeliling, sudah tentu disedari bahawa dunia ciptaan Tuhan yang berkuasa ini penuh dengan inspirasi dan dapat mencetuskan idea untuk kegunaan manusia sejagat. Alam semulajadi yang indah ini akan terus memberi ilham kepada kita dengan syarat pemeliharaan dan penjagaan alam sekitar dititik beratkan. Semoga kita bersama-sama menghargai dunia dan alam semulajadi ciptaan Tuhan.

Catatan : // Artikel ini tersiar di Majalah Dewan Kosmik Jun 2010

Oleh : Mohd Faizal Aziz

Hari ini genaplah usia 65 tahun ulangtahun kemusnahan bandaraya Hiroshima di Jepun akibat ledakan bom atom yang digugurkan oleh tentera Amerika ketika Perang Dunia ke-2. Menurut Prof Muhammad Samudi Yasir, pensyarah dari Program Sains Nuklear Universiti Kebangsaan Malaysia, dua hari lepas telah diadakan Majlis Memperingati Pengeboman Hiroshima dan Nagasaki yang dianjurkan oleh Malaysia Nuclear Society di UNITEN, Bangi.

Jika kita membaca sejarah, tragedi pengeboman Bandaraya Hiroshima dan dan Nagasaki pada 6 dan 9 Ogos 1945 merupakan permulaan detik hitam penggunaan teknologi nuklear dalam peradaban manusia. Fakta dari peristiwa pengguguran bom atom tersebut mencatatkan kematian akibat ledakan seramai 140 ribu nyawa serta merta dan ratusan ribu lagi yang terkorban selepas ledakan akibat radiasi sinaran dan kesan terbakar.

Sejarah bom nuklear atau bom atom bermula apabila Amerika Syarikat memulakan projek menghasilkan bom atom yang dikenali sebagai Projek Manhattan di Los Alamos, New Mexico pada tahun 1942. Ujian bom atom pertama dilakukan di tapak ujian Alamogodro di daerah yang sama. Sepanjang sejarah, hanya dua kali bom atom digugurkan iaitu di Hiroshima dan Nagasaki sekaligus menamatkan Perang Dunia ke-2.

Selain malapetaka Hiroshima dan Nagasaki, masyarakat terus dihantui dengan tragedi yang membabitkan nuklear apabila mengaitkannya dengan insiden kebocoran reaktor nuklear di Three Mile Islands, Amerika Syarikat pada 1979, Chernobyl, Ukraine (1986), Tokai Mura, Jepun (1999) dan United Kingdom (2000).

Baru-baru ini Perdana Menteri Malaysia telah mengumumkan bahawa Malaysia akan menggunakan tenaga nuklear sebagai penjana tenaga elektrik negara. Dengan itu, Kementerian Tenaga, Teknologi Hijau dan Air telah diminta mengenal pasti lokasi pembinaan loji nuklear negara pertama. Loji ini dijangka mula beroperasi pada tahun 2021. Selepas pengumuman tersebut, timbullah pelbagai persoalan yang bermain di benak masyarakat tentang risiko-risiko yang bakal berlaku sekiranya projek ini diteruskan. Di kalangan aktivis dan masyarakat yang belum memahami isu tenaga nuklear ini, sudah muncul banyak tulisan dan rencana yang menghentam dan mengkritik langkah kerajaan untuk memanfaatkan teknologi nuklear untuk tenaga. Ironinya, di kalangan pakar, penyelidik, saintis serta penyokong kuat penggunaan teknologi ini, jarang kelihatan artikel dan rencana mereka tersiar bagi memudahkan masyarakat awam memahami isu ini secara jelas. Seakan-akan wujud jurang yang memisahkan antara golongan yang faham dan masyarakat awam tentang teknologi nuklear.

Di kalangan negara maju, teknologi penggunaan sumber tenaga nuklear sudah tidak asing lagi. Ia digunakan dengan meluas dan negara maju seperti Korea Selatan, sejak beberapa tahun lalu dilaporkan sudah mempunyai 20 reaktor nuklear dan hampir 40 peratus bekalan elektrik disumbangkan oleh sektor berkenaan.Kepentingan nuklear kepada sesebuah negara sebagai sumber tenaga sebenarnya tidak dapat dipertikaikan, apatah lagi sumber bahan api seperti minyak, gas dan arang batu akan berakhir suatu masa nanti.

Masyarakat umum melihat teknologi nuklear hanya digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik. Sedarkah kita bahawa teknologi nuklear boleh dikembangkan dan diperluaskan meliputi pelbagai bidang penting seperti perubatan, pertanian, pembuatan dan alam sekitar.

Dalam bidang perubatan misalnya, teknologi nuklear sudah digunakan dengan meluas di hospital seperti Magnetic Resonance Imaging (MRI) yang menggunakan sumber tenaga nuklear untuk pengesan penyakit berbahaya pada manusia. Menurut Profesor Bradley, seorang pakar teknologi nuklear dari University Of Surrey United Kingdom yang berkunjung ke Universiti Kebangsaan Malaysia baru-baru ini, pada awalnya nama asal bagi MRI ialah Nuclear Magnetic Resonance Imaging. Namun begitu akhirnya perkataan nuklear digugurkan bagi mengelakkan kekeliruan dan ketakutan masyarakat tentang istilah tersebut. Dalam bidang pertanian penggunaan teknologi nuklear berjaya menghasilkan anak pokok, enzim serta baja yang bermutu tinggi.

Begitu juga dalam bidang pembuatan, penggunaan teknologi nuklear membolehkan pengeluaran sarung tangan getah, resin dan sebagainya yang memberi sumbangan besar pada industri sarung tangan di Malaysia.Dalam industri minyak dan sektor marin, teknologi Non Destructive Testing -NDT (Ujian Tanpa Musnah) yang menggunakan sumber tenaga nuklear melalui peralatan seperti Sinar Gamma dan Sinar X digunakan untuk mengesan kecacatan atau kerosakan yang berlaku pada paip-paip minyak atau gas. Teknologi ini dipelopori oleh Agensi Nuklear Malaysia dan beberapa syarikat swasta yang lain.

Malaysia memiliki satu-satunya reaktor nuklear yang dikenali sebagai Reaktor TRIGA PUSPATI (Pusat Penyelidikan Tenaga Atom Tun Doktor Ismail yang ditubuhkan 27 tahun dahulu yang kini dikenali sebagai Agensi Nuklear Malaysia ). Ia kini dikendalikan oleh Agensi Nuklear Malaysia yang terletak di Bangi. Ia digunakan dalam aktiviti penyinaran neutron serta eksperimen pancaran neutron. Selain itu  ia juga digunakan untuk kajian tentang reaktor itu sendiri yang terdiri daripada fizik reaktor, kejuruteraan reaktor dan kejuruteraan nuklear, hidraulik haba (thermalhydraulic) dan core analysis.

Kebimbangan masyarakat terhadap isu tenaga nuklear timbul apabila penerangan tentang kebaikan sumber tenaga hijau dan bersih ini kurang diberi perhatian oleh pihak berwajib. Apa yang timbul hanyalah berita-berita yang negatif seperti bom atom, letupan Reaktor Chernobyl, Tragedi Three Miles Island dan sebagainya yang mengabui mata masyarakat tentang kebaikan teknologi ini. Selain itu pendedahan kepada nuklear di Malaysia agak perlahan menyebabkan orang ramai kurang pengetahuan mengenai perkara itu dan timbul kebimbangan yang berlebihan.

Pada pandangan saya, penggunaan teknologi nuklear sebagai sumber tenaga pada masa depan wajar diteruskan selepas mengambil kira pelbagai aspek seperti keselamatan, pengurusan, penerangan dan kajian yang mendalam. Teknologi hanyalah alat yang diuruskan oleh manusia. Untuk menghindari risiko, manusia perlu diasuh dan diajar tentang bagaimana untuk menguruskan teknologi. Lebih banyak penerangan dan penjelasan perlu diberi kepada masyarakat untuk mereka memahami isu ini. Walaubagaimanapun, pendirian kita jelas terhadap jenayah perang dan penggunaan teknologi nuklear dalam peperangan wajib ditentang habis-habisan. Jelas bahawa tenaga atom yang digunakan dalam peperangan hanya akan memusnahkan kehidupan dan peradaban manusia.

Oleh : PROF DR. RAUZAH HASHIM
Jabatan Kimia, Universiti Malaya [ http://www.kimia.um.edu.my/]

Selepas kemunculan satu artikel yang ditulis oleh Zalina Yahaya dalam Utusan Malaysia 12 Mac 2002 berjudul Saintis Perlu Tampil, ramai saintis kini diberi peluang menulis di media. Saya berpandangan lebih optimistik. Banyak persamaan di antara dunia sains dan media atau saintis dan wartawan.

Kedua-duanya mempunyai naluri ingin tahu yang sangat tinggi. Tugas saintis dan wartawan adalah mencari kebenaran (hingga sanggup berkorban nyawa kalau perlu). Perbezaannya hanya kepada sistem yang dikaji, metodologi dan cara penyampaiannya.

Saintis mengkaji kejadian alam semesta secara rasional berlandaskan pemerhatian mutlak. Sedangkan wartawan banyak bersandar kepada persepsi mereka dan kadangkala dengar cakap.

Hal tersebut lumrah bagi wartawan yang terpaksa membuat laporan setiap hari dan mencari berita lain untuk keesokan harinya. Saintis tidak mempunyai jangka masa terhad. Rutin harian saintis lebih menyamai kehidupan seorang yang tertib, kajian sains tidak perlu tergopoh gapah.

Seperkara yang saya tidak puas hati adalah apabila saintis dituntut supaya menghasilkan sesuatu yang berguna.

Seruan Awang Sulung (Mingguan Malaysia 28 April 2002), supaya saintis keluar dari bilik makmal mereka dengan kejayaan menghasilkan sesuatu untuk masyarakat, bagi saya (saintis yang sering menghasilkan benda-benda yang tidak berguna) merupakan satu provokasi.

Saya faham niat Awang Sulung baik, tetapi inilah persepsi wartawan yang hendak saya perbetulkan tentang tugas saintis.

Tugas saintis adalah mencari kebenaran bukan kegunaan. Bila saintis terdesak mengeluarkan sesuatu yang berguna dan komersial, ada kalanya usaha mencari kebenaran terpaksa dipesongkan dan mungkin juga terpaksa dikompromikan.

Hal sebegini menggerunkan saintis kerana mungkin akan bercanggah daripada etika profesional mereka.

Kejayaan menghasilkan tulang dari batu karang adalah teknologi, bukan sains. Ia menggunakan asas sains yang diketahui sekian lama.

Kebolehan menghasilkan sesuatu berguna sangat membanggakan. Tetapi saya harap ia tidak dijadikan keperluan dan kemestian kerana banyak perkara asas sains yang sama pentingnya yang perlu dikaji. Ini yang harus difahami oleh media dan selanjutnya massa.

Walaupun tidak mempertikaikan apa yang ditulis oleh wartawan, kerana saya sendiri pernah mengalami kesulitan berhadapan dengan media dan komplikasi selepasnya, namun saya berharap kedua-dua pihak dapat saling memahami di antara satu dengan yang lain.

Bila saya ditemu bual oleh wartawan, beliau merasakan penerangan tentang penyelidikan saya terlalu mudah dan bodoh kerana ia tidak menunjukkan hasil yang boleh dikomersialkan. Di pihak saya pula, soalan demi soalan yang diajukan tidak relevan langsung.

Bila menggunakan TV dan radio, saya merasa kekurangan masa untuk menerangkan aspek-aspek penting sains. Masa yang terhad selama 10-15 minit tidak memuaskan bagi saintis yang biasa memberi kuliah dan seminar berjam-jam.

Alangkah baik sekiranya saintis diberi ruang lebih dalam media massa, seperti yang berlaku di Barat yang berjaya mengeluarkan siri-siri sains yang dikelolakan oleh saintis seperti John Bronowski, David Attenborough dan Carl Sagan.

Penah satu artikel saya disiarkan di dalam akhbar utama. Pada perenggan pertamanya terdapat satu kesilapan. Saya memetik kata-kata Paul Dirac (1929), salah seorang saintis bidang fizik yang mengasas Teori Kuantum dan beliau bukan seorang ahli kimia seperti disiarkan di dalam rencana itu.

Kesilapan tipografi atau editorial yang kadangkala berlaku dalam media seperti itu menggerunkan saintis untuk tampil, kerana dikhuatiri massa tersalah sangka. Kesilapan seperti ini walaupun kecil, tetapi bagi saintis, ia dirasakan begitu besar.

Namun begitu kita tidak perlu gusar. Sains perlu memahami media. Begitu juga sebaliknya.

Sekiranya terjalin hubungan kerja di antara saintis dan media, banyak yang boleh dimanfaatkan terutamanya dalam memperkayakan massa dengan maklumat dan ilmu.

Catatan:// Tulisan ini pernah muncul di Utusan Malaysia. MajalahSains.Com mengambil inisiatif untuk memuatkan semula rencana ini dengan persetujuan penulis.

Oleh Mohd Faizal Aziz

Pada 12 Januari 2010, gergasi enjin carian internet terkemuka di dunia Google telah mengumumkan bahawa mereka telah menjadi mangsa kepada serangan penggodam yang sofistikated dari China. Berdasarkan laporan siasatan yang dikemukakan oleh bahagian operasi keselamatan Google, antara yang menjadi serangan ialah perkhidmatan emel mereka iaitu Gmail. Menurut laporan, berpuluh-puluh akaun Gmail yang dimiliki oleh kumpulan hak asasi manusia di China telah diceroboh oleh pihak ketiga menggunakan kaedah ’phishing’ dan meletakkan perisian rahsia ’spyware’ di dalam komputer mangsa menggunakan teknik penggodaman terkini. Google dalam kenyataannya mengingatkan bahawa mereka tidak akan tunduk dengan polisi penapisan kandungan internet negara China. China sebelum ini terkenal dengan ketegasannya membendung kebangkitan kumpulan-kumpulan Hak Asasi Manusia dan anti demokrasi di negara mereka yang bergiat aktif melalui medium internet.

Google kemudiannya bertindak balas dengan mengancam untuk menutup operasinya di China sekiranya China tidak melakukan sesuatu untuk menangani serangan siber tersebut. Isu ini menarik perhatian Setiausaha Negara Amerika Hillary Clinton dan memberi maklumbalas dengan memberi amaran kepada China yang menyekat kebebasan maklumat di internet. Pada bulan Mac yang lalu, Google akhirnya mengotakan janjinya untuk mengeluarkan portal berbahasa cina www.google.cn di China dengan mengalihkannya ke Hong Kong dengan alamat baru www.google.com.hk.

Google dihasilkan pada tahun 1996 oleh dua pelajar dari Stanford Univerisity iaitu Sergei Brin dan Larry Page untuk projek penyelidikan PhD mereka. Melihat kepada potensinya untuk dikembangkan menjadi projek enjin carian internet peringkat komersil, mereka berdua nekad untuk menubuhkan syarikat yang dikenali sebagai google. Google berasal dari perkataan ’googol’ dalam istilah matematik yang bermaksud nombor besar bermula dengan nombor satu dan diikuti dengan seratus nombor kosong di hujungnya (10¹⁰⁰). Google berkembang pesat sejak tahun 1998 dan membuka pusat operasinya yang diberi nama Googleplex di Mountain View California. Selepas beberapa tahun beroperasi, syarikat enjin carian internet terbesar di dunia tersebut mula mengorak langkah dengan membuka beberapa pusat operasinya di luar Amerika.

Google mula bertapak di negara China pada tahun 2005 apabila bekas eksekutif Microsoft iaitu Kai Fu Lee dilantik mengetuai operasi Google di negara komunis tersebut selepas melepaskan jawatannya sebagai ketua operasi Microsoft Research Asia yang dipegang olehnya sejak 1998. Pada tahun 2006, Google mula beroperasi secara meluas di China, namun begitu parti pemerintah di China meletakkan beberapa syarat untuk syarikat gergasi itu beroperasi. Antara syarat ketat yang dikenakan ialah mengehadkan hasil carian melalui penapisan kandungan maklumat yang diperolehi melalui Google. Tindakan China itu memberi kesan kepada kebebasan maklumat yang dicanang oleh Google melalui misinya yang jelas iaitu ’untuk menyusun dan mengemaskinikan maklumat di dunia’. Berdasarkan statistik rasmi yang dikeluarkan, akses terhadap carian menggunakan google boleh diperolehi sehingga 90% di China dan beberapa perkhidmatannya dinafikan di sana bagi mematuhi peraturan yang ditetapkan oleh Negara Tembok Besar tersebut.

Bagi kebanyakan golongan muda dan berpendidikan di China, mereka melahirkan rasa kecewa dengan keputusan Google untuk mengalihkan operasinya dari China ke Hong Kong. Bagi mereka, google masih merupakan enjin carian internet terbaik di dunia setakat ini walaupun China sendiri memiliki enjin carian mereka yang terkenal iaitu Baidu (www.baidu.com). Selain berfungsi sebagai enjin carian, google juga menawarkan pelbagai produk yang sangat berguna kepada pengguna seperti perkhidmatan emel (Gmail), pengurusan dokumen (GoogleDocs), kalendar (Google Calendar), perkhidmatan weblog (blogspot), layanan video (YouTube), GoogleMaps, Google Earth dan yang terbaru Google Buzz. Bagi golongan profesional, perkhidmatan yang ditawarkan oleh google sangat membantu dalam pengurusan kerja dan kehidupan mereka seharian. Langkah China berkonfrontasi dengan Google memberi ketidakselesaan dan kekecewaan kepada mereka.

Di sebalik kekecohan isu penarikan balik perkhidmatan Google China dan ketegasan Republik Rakyat China mengawal kandungan maklumat internet terdapat beberapa analisa yang patut direnungi. Antaranya ialah dalam soal mengekalkan kestabilan sosial di China yang kini banyak dipengaruhi oleh lebuhraya maklumat di internet. Oleh yang demikian, menurut akhbar utama di China kerajaan perlu meletakkan sempadan tertentu dalam usaha mengawal kebebasan yang keterlaluan yang akhirnya boleh menggugat kestabilan parti pemerintah. China juga berpendapat adalah perlu untuk menentukan di mana dan bagaimana untuk meletakkan tempat pemeriksaan dalam lebuhraya maklumat yang sentiasa sesak. Selain itu google juga perlu bertanggungjawab dalam strategi bisnes serampang dua mata mereka iaitu antara mengurus dan menyediakan maklumat serta menghormati pendirian negara lain.

Catatan :// Artikel ini tersiar di sisipan ESTIDOTMY dalam Utusan Malaysia April 2010

Oleh:

Mohd Faudzi Bin Umar
Jabatan Fizik
Fakulti Sains dan Teknologi
Universiti Pendidikan Sultan Idris

http://metafizik-inderakayangan.blogspot.com/

Model Piawai (Standard Model) dalam fizik zarah adalah teori berkenaan interaksi-interaksi keelektromagnetan, lemah dan kuat, dikatakan ia adalah kejayaan yang terbesar dalam fizik zarah dalam membina satu teori unik yang mampu menjelaskan zarah subatomic alam semesta. Model ini telah dibina pada pertengahan abad ke-20, selepas teori medan kuantum dibina dan beberapa kejayaan ujikaji dijalankan yang mengesahkan beberapa zarah-zarah tolok dan kuark-kuark (kuark dasar ditemui pada tahun 1977 dan kuark puncak pula pada tahun 1995). Oleh kerana Model Piawai berjaya menjelaskan beberapa pengesahan ujikaji, seperti yang dimaklumkan model ini merupakan kejayaan terbesar dalam fizik malahan ia digambarkan seperti menghampiri Teori Segala-gala (Teori Of Everything).

Zarah asas alam semesta terbahagi kepada dua, iaitu zarah fermion dan zarah boson. Zarah fermion adalah zarah yang mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli (Pauli Exclusion Principle) dan ia mempunyai spin separa integer. Jika dalam Model Piawai ia adalah zarah jirim yang membina juzuk alam semesta ini. Manakala zarah boson pula adalah sebaliknya, iaitu tidak mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli dan ia adalah zarah berspin integer. Jika Model Piawai, zarah boson yang bertanggungjawab ke atas interaksi-interaksi alam semesta yang menjadi tolok perantaraannya. Ringkasnya, zarah jirim alam semesta terbahagi kepada dua kelas atau keluarga iaitu lepton dan kuark. Terdapat enam jenis kuark (atas, bawah, pesona, ganjil, puncak dan dasar) dan enam jenis lepton (electron, neutrino electron, muon, neutrino muon, tau, neutrino tau). Setiap keluarga zarah tersebut, telah dibahagikan pula dengan beberapa generasi yang dicirikan dengan interaksi dan nombor kuantumnya. Tambahan lagi setiap zarah jirim tersebut mempunyai antizarah dan mempunyai cas kecuali elektron neutrino, muon neutrino dan tau neutrino. Ia telah dirumuskan dalam Jadual 1 di bawah:

Jadual 1

Model Piawai menjelaskan bahawa setiap interaksi yang terhasil, ia perlu melibatkan perantaraan zarah, yang mana ia dikenali sebagai zarah tolok interaksi dan zarah tersebut adalah zarah boson yang berspin integer. Bagi interaksi electromagnet, foton yang menjadi zarah di antara zarah-zarah bercas dan ia tidak berjisim. Manakala dalam interaksi lemah pula, zarah W+, W- dan Z menjadi perantaraan di antara zarah-zarah yang berbeza perasa (salah jenis ciri dalam keluarga kuark). Contoh-contoh interaksi lemah boleh dilihat dalam Gambarajah 1 dan 2. Seterusnya, zarah gluon adalah zarah perantaraan bagi interaksi kuat. Terdapat lapan zarah gluon, merupakan gabungan cirri-ciri yang berbeza warna (merah, hijau dan biru) dan antiwarnanya.

Gambarajah 1: Pereputan beta iaitu neuton mereput kepada proton dan elektron(contoh: perputan Co-60). Sumber: scientific-web.com

Gambarajah 2: Interaksi diantara positron dan elektron, membentuk kuark dan antikuark menerusi zarah Z sebagai perantaraannya. Sumber: http://www-sldnt.slac.stanford.edu/alr/standard_model.htm

Gambarajah 3: Rajah Feynman bagi interaksi diantara kuark (berbeza warna) menerusi zarah gluon.

Sumber: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Feynmann_Diagram_Gluon_Radiation.svg

Perbincangan ringkas telah diberikan di atas mengenai Model Piawai, yang menjanjikan penjelasan yang baik mengenai zarah-zarah asas dan mengukirkan senyuman pada wajah ahli fizik zarah. Namun senyuman pada wajah ahli fizik zarah tidak berpanjangan, apabila Model Piawai telah meninggalkan beberapa persoalan asas yang tak terjawab. Antara persoalan-persoalan tersebut adalah mengenai simetri yang lebih baik untuk difahami dalam menggabungkan antara interaksi yang telah dibincangkan dengan interaksi graviti kemudian berlakunya beberapa permasalahan yang sangat serius berlaku dalam Model Piawai iaitu nisbah skala elektrolemah (gabungan electromagnet dan lemah) dengan skala Planck sangat jauh berbezanya, iatu sekitar 10^-16 , masalah dikenali sebagai Masalah Hieraki. Selain itu, berlaku fenomena Kuantum Kromodinamik tidak mencabul simetri-CP dalam fizik zarah. Model Piawai juga tidak menyelesaikan masalah penyatuan gandingan tolok interaksi dalam Teori Kesatuan Gedang.

Zarah Higgs secara hipotesisnya bertanggungjawab terhadap kewujudan jisim zarah, juga telah menyumbang masalah kepada Model Piawai, kerana zarah tersebut masih belum dibuktikan secara ujikaji (ahli fizik zarah berharap akan kewujudannya melalui ujikaji Pemecut Hadron Gergasi atau diInggeriskan Large Hadron Collider). Ia adalah zarah boson berjisim dan medan scalar spin-0. Seterusnya dalam aspek kosmologi pula, Model Piawai tidak dapat untuk menjelaskan kewujudan zarah gelap dan tenaga gelap, yang dikatakan mendominasi peratusan zarah jirim alam semesta. Selain itu, berlakunya masalah pemalar kosmologi yang sangat besar nilainya terhasil daripada tenaga titik-sifar (vakum kuantum).

Bagi melengkapkan Model Piawai tersebut, berberapa penambahbaikan telah dicadangkan bagi menyelesaikan beberapa masalah yang tersemat dalam model tersebut, di antaranya ialah Adisimetri atau dikenali umum sebagai supersimetri, yang menjadi perencah kepada penambahbaikan Model Piawai. Model tersebut yang ditambahkan dengan prinsip adisimetri tersebut dikenali sebagai Model Piawai Adisimetri Terminima (diringkaskan menjadi MPAT). MPAT meramalkan kewujudan zarah adirakannya setiap zarah yang terkandung dalam Model Piawai, kerana adisimetri adalah satu simetri yang menghubungkan zarah boson kepada zarah fermion dan begitulah sebaliknya. Bagi adizarah bagi zarah fermion semulajadi dalam MPAT, ia dikenali dengan nama s- (contoh: adizarah bagi zarah electron dikenali sebagai selektron). Manakala, adizarah bagi zarah boson semulajadi dalam MPAT, ia dikenali dengan nama –ino (contoh: adizarah bagi zarah gluon dikenali sebagai gluino). Model baru ini mampu menyelesaikan masalah penyatuan gandingan tolok interaksi seperti terlampir dalam Gambarajah 4 dibawah. Model Piawai tidak mampu melaraskan pemalar gandingan bagi interaksi electromagnet supaya selaras dengan pemalar gandingan interaksi lemah dan kuat.

Gambarajah 4: Masalah penyatuan gandinga tolok interaksi

Sumber: http://www.pha.jhu.edu/~gbruhn/IntroSUSY.html

Sebelah kanan gambarajah adalah Model Piawai dan sebelah kira pula adalah MPAT, yang mana MPAT menyatukan gandingan tolok interaksi tersebut pada skala 16. Garis lurus berwarna merah mewakili nisbah pemalar gandingan tolok elektromagnetan, garis lurus berwarna hijau pula adalah nisbah pemalar gandingan tolok interaksi lemah dan garis lurus berwarna biru adalah nisbah pemalar gandingan tolok untuk interaksi kuat. MPAT juga telah meramalkan kewujudan Zarah Beradisimetri Teringan (ZBT) atau diInggeriskan Lightest Supersymmetric Particle. Dikatakan ZBT adalah cadangan atau calon kepada kewujudan jirim gelap dan sememangnya ZBT adalah zarah berjisim berinteraksi secara lemah bermaksud zarah tersebut agak sukar dicerap menerusi aplikasi hukum fizik; kerana ia bercas neutral, tiada warna dan tidak mengubah sebarang perubahan fizik melalui interaksinya. Antara calon-calon ZBT secara hipotesis, adalah neutralino, gravitino dan sneutrino.

MPAT adalah penambahbaikkan Model Piawai menerusi aspek simetri, yang mana ahli fizik teori dari bidang adisimetri percaya bahawa hokum alam semesta ini mematuhi prinsip-prinsip kesimetrian, ini dapat dilihat daripada kejayaan beberapa penjelasan interaksi-interaksi alam semesta menerusi kumpula simetri tolok masing-masing. Namun terdapat beberapa kelainan dalam penambahbaikkan dalam Model Piawai untuk menyelesaikan beberapa masalah yang dihadapai, diantaranya ialah cadangan matra lebihan iaitu lebih daripada empat matra atau dimensi (3matra ruang + satu matra masa). Matra lebihan telah dibina oleh dua kumpulan pengkaji yang bebas dan juga mempunyai perbezaan dari segi asas prinsip pembinaannya. Kumpulan dari Lisa Randall dan Raman Sundrum telah mencadangkan bahawa alam semesta sebenar mempunyai kematraan yang tinggi dijelaskan dengan geometri tergulung. Mereka menyatakan bahwa zarah asas yang kita dapati sekaran di alam semesta kita seperti zarah tau, kuark dan zarah jirim dan tolok yang lain berada di atas membran (3+1)matra yang kita diami sekarang. Manakala zarah graviton pula tersebar ke matra yang tinggi yang dikenali sebagai bulk. Secara tidak langsung ia menjawab masalah hieraki, mengenai skala elektrolemah dan Planck yang sangat jauh perbezaannya.

Pembinaan matra lebihan dari aspek yang lain pula telah dikaji oleh kumpulan Nima Arkani-Hamed, Savas Dimopoulos, dan Gia Dvali atau dikenali dengan Model ADD juga dikenali dengan nama matra lebihan besar (diInggeriskan dengan nama Large Extra Dimensions) merupakan juga satu senario dalam fizik zarah atau alternatif to menjelaskan akan lemahnya daya graviti relatif terhadap daya interaksi alam semesta yang lain. Model ini menyatakan juga bahawa zarah dalam Model Piawai terkekang terhadap membran bermatra empat, sementara itu graviti tersebar dalam beberapa tambahan matra ruang yang lain. Model ini dibina bertujuan menyingkir masalah hieraki yang berlaku dalam Model Piawai. Selain menjawab persoalan masalah hieraki, usulan matra lebihan ini juga mencadangkan zarah yang misteri yang seakan-akan sifatnya seperti jirim gelap, usulan zarah ini beranologikan daripada zarah beradisimetri teringan dan ia dikenali sebagai Zarah Kaluza-Klein Teringan. Zarah ini terbit dari idea Teori Kaluza-Klein dan zarah ini juga masih dalam pembinaan teorinya.

Meskipun pelbagai perencah (prinsip dan idea) telah dicadangkan untuk penambahbaikkan bagi Model Piawai tersebut, ia tidaklah memberikan apa-apa maksud fizikal kepada hukum alam semesta, kecuali jika ia dibuktikan secara ujikaji dan itulah yang kita nantikan daripada data dan keputusan hasil penemuan daripada Pemecut Hadron Gergasi, sama ada keputusan yang ditemui itu secara langsung atau secara tidak langsung. Selain daripada prinsip adisimetri dan model matra lebihan yang telah dibincangkan di atas, terdapat beberapa idea atau model juga telah dicadangkan dalam penambahbaikan Model Piawai, namun tidak dapat diperbincangkan disini kerana ianya diluar bidang kajian penulis. Antara model dan teori tersebut seperti tekniwarna, kesatuan gedang dab teori elektrolemah. Sebelum diakhiri penulisan ini, penulis telah melampirkan gambarajah di bawah mengenai ramalan kesahan prinsip adisimetri seperti yang dijelaskan di atas.

Gambarajah 5: Perlanggaran di antara proton di Pemecut Hadron Gergasi diramalkan akan berlaku fenomena seperti di dalam gambarajah. Di antaranya adalah penghasilan langsung yang diramalkan adalah gluino dan skuark , merupakan zarah adisimetri. Manakala pengesanan secara tidak langsung dapat dilakukan dengan mengesan zarah kuarkdan antikuark terhasil daripada pereputan gluino.

Oleh : Mazira Mohamad Ghazali

Epilepsi (epilepsy) adalah satu daripada gangguan otak pertama yang dapat dijelaskan dan dinyatakan sejak zaman Babylon purba lebih daripada 3000 tahun yang lampau. Perkataan epilepsi berasal daripada perkataan Greek yang bermaksud serangan. Epilepsi merupakan masalah gangguan fungsi otak pada sel saraf ataupun sel neuron tertentu yang menyebabkan otak tidak berfungsi dengan baik. Bagi pesakit epilepsi, aktiviti sel-sel neuron terganggu dan ini menyebabkan gangguan pada deria rasa, emosi dan kelakuan ataupun kadang kala sawan, kekejangan otot dan tidak sedarkan diri. Semasa berlakunya sawan, impuls daripada neuron dapat meningkat sehingga 500 kali dalam satu saat lebih laju daripada biasa di mana kadar normal 80 kali sesaat.

Pada sesetengah penghidap penyakit ini, ia hanya berlaku sekali sekala dan pada sebahagian yang lain ia dapat meningkat sehingga ratusan kali sehari. Lebih kurang 2 juta rakyat Amerika Syarikat, 1 nisbah 100 mengalami sawan tanpa sebab ataupun didiagnosis sebagai epilepsi. Lebih kurang 8 peratus daripadanya yang didiagnos dengan epilepsi. Ianya dapat diawasi dengan perubatan moden dan pembedahan. Walau bagaimanapun 20 peratus daripada pesakit epilepsi mengalami sawan berulang walaupun menerima rawatan terbaik. Doktor memanggil keadaan ini sebagai keadaan sawan yang tidak dapat dikesan. Tidak semua yang mengalami sawan didiagnos sebagai pesakit epilepsi tetapi hanya apabila individu itu mengalami sawan dua kali ataupun lebih, ianya dianggap epilepsi.

Epilepsi bukan sejenis penyakit berjangkit dan tidak disebabkan oleh penyakit mental ataupun terencat akal. Sesetengah pesakit yang mengalami terencat akal mungkin ada pengalaman sawan. Ramai orang yang mengalami epilepsi mempunyai kecerdasan normal ataupun lebih tinggi. Kadangkala sawan menyebabkan kerosakan otak apabila berkeadaan teruk. Namun tidak banyak sawan yang memberi kesan merbahaya kepada otak. Sebarang perubahan yang berlaku biasanya sukar difahami dan ianya tidak jelas walaupun perubahan-perubahan ini disebabkan oleh sawan itu sendiri ataupun disebabkan oleh perkara lain.

Walaupun epilepsi sukar diubati, bagi sesetengah individu ia hilang begitu saja. Ada kajian mendapati kanak-kanak yang mengalami epilepsi yang tidak diketahui puncanya mempunyai 68 hingga 92 peratus untuk sembuh sepenuhnya selepas 20 tahun didiagnos. Kemungkinan sihat sepenuhnya adalah agak sukar bagi orang dewasa ataupun kanak-kanak yang mengalami sindrom epilepsi yang teruk. Namun ia dapat diubati dengan menggunakan teknik perubatan yang moden ataupun pembedahan epilepsi.

Epilepsi adalah satu gangguan yang berpunca daripada banyak sebab. Apa sahaja yang menganggu aktiviti normal neuron sama ada berpunca daripada penyakit, kerosakan pada otak, perkembangan otak yang tidak normal dapat menyebabkan berlakunya sawan. Epilepsi berlaku berpunca daripada impuls otak yang tidak normal, iaitu ketidakseimbangan dalam penghantaran isyarat pada sel saraf yang dikenali sebagai penghantar impuls saraf ataupun gabungan daripada faktor-faktor yang lain.

Para pengkaji berpendapat pesakit epilepsi pada tahap serius mengalami pencetusan penghantaran impuls saraf yang meningkatkan aktiviti neuron. Manakala pesakit epilepsi pada tahap rendah mengalami penghalang penghantar impuls saraf yang mengurangkan aktiviti neuron pada otak. Kedua-dua keadaan ini menyebabkan epilepsi.

Kajian paling popular yang dilakukan bagi penyakit epilepsi adalah gama-aminobutyric acid (GABA) yang menjadi penghalang penghantaran impuls saraf. Kajian ini mengkaji cara sejenis ubat dapat memberi tindak balas pada penghantaran impuls saraf otak dan cara otak bertindak balas . Selain daripada itu mereka juga mengkaji pencetusan penghantaran impuls saraf seperti glutamate.

Kajian pada haiwan menunjukkan otak berterusan menyesuaikan diri dengan perubahan pada rangsangan dan perubahan kecil pada aktiviti neuron. Apabila ianya berulang berkemungkinan membawa kepada epilepsi mendadak. Para penyelidik membuat penyelidikan sama ada fenomena yang dipanggil penularan ini juga berlaku kepada manusia.

Dalam kebanyakan kes, epilepsi juga mungkin terjadi daripada perubahan yang bukan daripada sel neuron otak yang dinamakan glia. Sel ini menyelaras kandungan bahan kimia dalam otak yang dapat memberi kesan kepada isyarat neuron.

Lebih kurang separuh daripada semua kes sawan tidak diketahui sebabnya. Walau bagaimanapun dalam kes-kes lain, sawan secara jelasnya berkaitan dengan jangkitan, kecederaan ataupun lain-lain masalah yang dapat dikenal pasti.

Kajian menunjukkan faktor genetik adalah faktor yang paling penting berlakunya epilepsi. Beberapa jenis epilepsi dikesan di mana terdapat keabnormalan dalam jenis gen tertentu. Kebanyakan jenis epilepsi cenderung terjadi kepada ahli keluarga, di mana gen mempengaruhi epilepsi. Lebih 500 jenis genetik yang diketahui membawa kepada epilepsi.

Gen juga mungkin dikawal oleh aspek-aspek lain dalam badan yang bertindak balas pada ubat-ubatan dan setiap orang mudah terkena sawan. Keabnormalan pada gen yang mengawal pemindahan neuron pada peringkat kritikal dalam perkembangan otak dapat membentuk neuron-neuron yang abnormal ataupun dplasiais di dalam otak yang menyebabkan epilepsi.

Bagi sesetengah kes, gen menyebabkan berlakunya sawan, walaupun bagi mereka yang tidak mempunyai sejarah keluarga yang mengalami gangguan sawan. Individu ini mungkin mempunyai satu keabnormalan yang baru ataupun mutasi di dalam epilepsi yang berkaitan dengan gen.

Catatan : // Artikel ini disumbangkan oleh Pegawai Sains di Jabatan Neurologi USM merangkap Penulis Sains Malaysia

Oleh : Prof Dr Baharuddin Ahmad
Ahli akademik dalam bidang perbandingan agama dan kajian melayu di ISTAC, Universiti Islam Antarabangsa, Malaysia.

Minat yang mendalam tentang kesejajaran agama dan sains di Eropah dan Amerika Syarikat (AS) di kalangan ahli sains yang terkemuka masih jelas apabila Prof. Chales Townes memenangi hadiah RM5.7 juta kerana usaha dan pemikirannya tentang kesejajaran di antara agama dan sains.

Hadiah itu dimenangi Townes, seorang ahli sains terkenal dari Universiti California di Berkeley di atas minat yang mendalam, ceramah serta tulisannya tentang kerohanian serta bagaimana sistem kerohanian dapat memberikan makna kepada kejadian alam, sama seperti bidang sains fizikal yang juga cuba mencari makna kepada struktur kejadian alam.

Kebanyakan ahli sains Eropah yang terkemuka seperti Isaac Newton dan Albert Einstein mempunyai minat sangat mendalam terhadap agama dan ilmu kerohanian sehinggakan mereka dapat mencari sistem kejadian alam melalui kemungkinan-kemungkinan yang telah dinyatakan di dalam sistem kerohanian Yahudi dan Kristian. Begitu juga dengan para ahli sains yang lebih awal seperti Galileo Galilei dan Leonardo Da Vinci.

Di Eropah, sains dan agama jauh terpisah di antara satu sama lain di dalam pandangan masyarakat umum tetapi para ahli sains Barat umumnya tidak memisahkan dua perkara tersebut.

Mereka mengetahui hal ini melalui latar belakang kehidupan beragama masing-masing terutamanya di dalam bidang kerohanian. Sains mencari struktur kejadian dan agama memberi doktrin yang telah siap tentang kejadian.

Menurut Townes, kedua-duanya harus bertemu dan memberi penjelasan tentang yang satu sama lain sehinggakan sains tidak antiagama dan sebaliknya.Di kalangan para pemikir Islam zaman lampau dan beberapa orang yang masih hidup kini tidak terdapat pemisahan mutlak di antara sains dan agama.

Agama memberi pengajaran tentang kejadian alam sedangkan sains memberi penjelasan tentang bagaimana struktur kejadian itu berlaku, asal usul kejadian dan sistem yang terdapat pada kejadian.

Para ulama Islam di zaman lampau meletakkan sains sebagai salah satu bidang ilmu sedangkan agama adalah penjelasan kepada keseluruhan ilmu. Agama memberi jawapan dan inspirasi mengenali alam sedangkan sains mengkaji dan menemui bahawa apa yang telah dinyatakan di dalam agama itu dan mengetahui bahawa ia tidak berbeza dengan apa yang dapat difikirkan serta ditemui di dalam sains.

Ibn Sina dan al-Biruni dengan kaedah masing-masing meletakkan agama dan sains pada satu kedudukan yang jelas di mana agama menyatakan tentang kejadian dan sains membuktikan bahawa apa yang dinyatakan di dalam agama itu tidak berlawanan dengan sains.

Demikian juga dengan bidang ilmu lain yang juga diletakkan di bawah makna agama seperti ilmu alam, ilmu hayat, matematik dan sebagainya. Kesemuanya dikaji dengan semangat agama dan menerima fakta agama sebelum membuat kajian tentang apa yang dinyatakan oleh agama.

Apa yang dimaksudkan di sini ialah meletakkan sains pada tempatnya yang betul sehinggakan ia menjadi satu cabang ilmu dan bukannya ilmu yang hakiki sehinggakan penjelasan sains itu diambil bulat-bulat dan ia menghukum tafsiran atau kenyataan agama.

Di dunia ketiga amnya sains dan sains sosial diterima pakai sehingga ilmu ini memberi tafsiran tentang makna kehidupan, agama serta budaya. Ia menjadi sebegitu hakiki sehinggakan makna agama diputarbelitkan dan hierarki ilmu diterbalikkan.

Salah satu punca mengapa hal ini berlaku ialah sempitnya ilmu agama di dunia Islam kini. Bidang agama disempitkan kepada masalah hukum dan keperluan muamalat semata-mata di dalam kerangka mengikut hukum.

Agama tidak diperluaskan selain dari keperluan ibadah individu dan keperluan masyarakat di dalam kehidupan sosialnya. Bidang-bidang ilmu agama seperti falsafah, teologi dan metafizik dilupakan di dunia Islam kini dan hanya menumpukan perhatian kepada penafsiran kehidupan sosial, ekonomi, jual beli, sistem perbankan dan sebagainya – yang umumnya tidak memerlukan sarjana besar untuk mentafsirkan persoalan berkaitan dengannya.

Di pusat-pusat pengajian tinggi juga tidak diberikan perhatian kepada ilmu falsafah, teologi dan metafizik sehinggakan doktrin-doktrin besar di dalam bidang-bidang pengajian tersebut tidak mendapat tempat di dalam akal fikiran para penuntut dan juga pemikir di universiti.

Akibatnya, berlaku ketandusan pelbagai bidang ilmu dan konsep yang boleh menjadikan Islam sebagai agama ilmu dan agama yang membicarakan kejadian alam serta tafsirannya terhadap alam itu yang terdapat di dalam doktrin pemikiran Islam tentang wujud, segala pecahannya, masalah-masalah yang berkaitan dengan hal ini, konsep masa dan ruang, konsep atom dan hierarki atom di dalam kejadian.

Para ahli fikir Islam zaman lampau seperti al-Farabi, Ibn Sina, al-Ghazali, Ibn. Arabi Sadr-al Shirazi, al-Biruni dan ramai lagi membicarakan persoalan ini dan memberi tafsiran tentangnya.

Mereka membicarakan hal ini di dalam perbicaraan tentang wujud. Banyak tafsiran mereka ini dibicarakan semula kini oleh para ahli sains teoritikal moden yang sangat meminati bidang metafizik dan ramai pula yang hidup menuruti ajaran Tao China atau Mahayana Buddha hanya kerana melihat banyak persamaan di antara apa yang disebutkan oleh golongan ini dengan apa yang dijumpai di dalam bidang fizik teoretikal kini.

Mereka tidak langsung mengetahui kekayaan pemikiran Islam yang membicarakan tentang kejadian serta sifatnya. Seorang ahli sains yang terkemuka pada masa sama merupakan seorang ahli falsafah dan pemikir.

Mereka menerokai alam kejadian kerana keinginan untuk mengenali yang benar dan hakiki, sedangkan para saintis di dunia Islam lebih berminat dengan sains semata-mata dan mengetepikan minat terhadap falsafah serta pemikiran sains sehingga mereka menjadi sempit kepada yang sudah ditulis di dalam buku teks Eropah.

Berlaku pemisahan yang besar di antara bidang kajian mereka dengan agama sebagai cara untuk hidup seperti yang difahami mereka di dalam kerangka hukum hakam sahaja.
Di sinilah kerugian besar masyarakat Islam sendiri yang melupakan dan mencemuh apa yang telah ditulis oleh pemikir mereka sendiri, membicarakan agama di dalam acuan sendiri, tidak menerokai alam dengan asas ilmu yang telah dituliskan beratus-ratus tahun lalu oleh pemikir Islam.

Malahan mereka menuduh dan mencemuh golongan ini sebagai sesat dan tidak mengikut ajaran Islam yang sejati. Hasil ketandusan akal sebegini menyebabkan dunia Islam harus terus menerus melihat apa yang ada di Barat dan menunggu jawapan-jawapan diberikan oleh para ahli sains Barat yang umumnya lebih kreatif disebabkan mereka mempunyai jiwa dan akal lebih besar selain tidak sekadar mempelajari sesuatu kerana kerjaya.

Jiwa para saintis Islam harus disegarkan dengan ilmu metafizik, falsafah dan teologi yang ditulis oleh para pemikir sufi zaman lampau yang mendapat banyak idea tentang kejadian, alam, atom, strukturnya, masa dan ruang dan sebagainya.

Ilmu ini didapati kerana pengalaman mereka yang tidak semata-mata melalui kaedah sains namun kajian mereka itu tidak dapat disangkal oleh sains moden kerana sains moden kagum dengan keselarasan kenyataan yang dibuat oleh para ahli sufi tersebut dengan penemuan di dalam sains moden.

Dengan memperluaskan makna pemikiran agama kepada pentafsiran kejadian alam dan kedudukannya maka sains dapat mempelajari banyak penemuan agama dan pemikirannya sehinggakan sains tidak menjauhkan diri dari agama seperti zaman lampau di kalangan pemikir dan ahli sains Islam.

Catatan :// Artikel ini pernah disiarkan di laman UmmahOnline. Pihak MajalahSains mengucapkan terima kasih kepada editor UmmahOnline dan pemilik blog http://selak.blogspot.com, saudara Aqil Fitri kerana sudi berkongsi artikel ini.

Oleh : Mohamad Hairie Rabir
http://ilmu-pengabdian.blogspot.com

Kemunculan era teknologi-nano menjadikan masa depan perkembangan sains asas (fundamental) bertambah menarik dan membuka pintu kepada penemuan-penemuan yang menakjubkan. Skop penggunaannya yang meluas dalam bidang sains gunaan dan industri sudah bermula dan kajian tentang kesesuaiannya dalam pelbagai aplikasi sedang giat dijalankan. Ledakan perkembangan sains sistem nano beberapa tahun kebelakangan ini diiringi dengan kemajuan dalam teknologi pencirian nanozarah itu sendiri samada pada skala nanometer atau lebih kecil.

Nanoteknologi secara umum ialah berkenaan dengan penghasilan bahan, alat dan sistem baru menerusi pengawalan unsur dalam skala nanometer sehingga ke tahap molekul dan atom. Persoalan utama atau perkara pokok dalam nanoteknologi ialah kemampuannya untuk beroperasi pada skala ini bagi menghasilkan nanozarah yang mempunyai pengorganisasian molekul yang baru.

Pengetahuan yang banyak serta sentiasa bertambah dalam nanoteknologi ini sebenarnya dipelopori dan digerakkan dengan kehadiran mikroskop elektron resolusi tinggi, pembelauan elektron, mikroskopi pengimbas elektron dan pelbagai bentuk alat pengimbas mikroskopi. Dengan menggunakan alat-alat ini kita dapat mengetahui latar belakang tentang struktur dan morfologi sejumlah besar sistem keadaan pepejal. Terdapat juga kaedah yang lebih ‘tradisional’ untuk mengkaji sesuatu bahan seperti spektroskopi optik dan pembelauan sinar-X yang mempunyai sumbangan penting dalam penyelidikan nanoteknologi iaitu, memberikan struktur piawai yang sesuai untuk memahami sifat-sifat fizik dan kimia nanozarah. Namun demikian, kebarangkalian untuk melihat secara langsung bentuk dan taburan individu zarah bersaiz nanomater serta strukturnya adalah sukar. Hal ini sebenarnya membantutkan usaha bagi mengembangkan kaedah baru dalam bidang sains keadaan pepejal.

Teknik yang mempunyai resolusi tinggi membolehkan kita melakukan lebih banyak dan lebih cekap kajian tentang kaedah baru penyediaan nanozarah, menganggarkan pengubahsuaian struktur dan memahami hubungan struktur tersebut dengan sifat fiziknya. Sebagai contohnya nanotiub karbon yang ditemui dengan kaedah mikroskopi elektron resolusi tinggi dan juga dalam kes bahan berstruktur nano yang lain, teknik resolusi tinggi amat bernilai untuk tujuan pemasaran, pengubahsuaian, manipulasi dan pengukuran.

Teknologi dan sains berskala nanometer mengalami perkembangan pada kadar yang tinggi dan kelihatannya memberikan impak yang amat mendalam dalam setiap bidang kajian bagi dekad pertama abad ke-21 ini. Teknologi manipulasi atom dan molekul serta nanofabrikasi telahpun dibangunkan semenjak penemuan STM (Scanning Tunneling Microscopy) oleh G. Binning dan H. Rohrer, yang dianugerahkan hadiah Nobel dalam fizik pada tahun 1986. Ciptaan tersebut telah memainkan peranan penting dalam mempromosikan dan membangunkan teknologi nano. Beberapa kerajaan dan syarikat besar dari negara-negara maju seperti Amerika, Jepun, Jerman, England, Perancis dan lain-lain turut membuat pelaburan yang besar dalam kajian dan penyelidikan nanoteknologi.

Nanoteknologi mempunyai kaitan rapat dan meluas dengan pelbagai bidang. Sehingga kini terdapat beberapa fenomena yang kurang difahami dalam bidang fizik mesoskopi, nanokimia dan nanobiologi. Nanokimia dan nanoelektronik seharusnya mempunyai kaitan dengan fizik mesoskopi. Contohnya nanokimia berkaitan dengan sistem atom yang terhad, molekul dan kluster. Dalam bidang biologi pula, kita mengetahui mikrob kecil mempunyai fenomenon hidup sekitar skala nanometer. Diameter molekul DNA contohnya adalah kurang dari 3nm, dan diameter molekul protein adalah beberapa nanometer. Oleh itu nanobiologi dan nanoperubatan masih mempunyai ruangan yang luas untuk diterokai. Dalam bidang elektronik pula, hasil daripada pembangunan litar terkamir, mikroelektronik sepatutnya dinaikkan taraf ke nanoelektronik dan seterusnya molekulelektronik. Penghasilan bahan baru, rekabentuk alat dan pasaran merupakan cabaran yang harus ditangani secara berperingkat.

Nanoteknologi adalah berasaskan kepada unit terkecil dengan matlamat untuk mencapai sifat-sifat dan keberkesanan yang unggul menerusi binaan berskala atom. Fasa nano dan bahan berstruktur nano iaitu suatu bidang dalam bahan maju adalah asas kepada nanosains dan nanoteknologi. Penyelidikan dan kajian dalam nanosains dan nanoteknologi perlu berhadapan dengan empat cabaran utama iaitu yang pertama pensintesisan nanozarah dengan kemampuan untuk mengawal strukturnya pada skala atom serta dengan ketulenan yang tinggi dalam jumlah yang besar. Seterusnya ialah pencirian struktur dan sifat nanozarah terutama ciri-cirinya secara individu. Cabaran yang ketiga pula adalah fabrikasi dan manipulasi alat, serta yang terakhir ialah integrasi sistem dan penghasilan secara besar-besaran.

Struktur nanozarah secara signifikannya boleh mengubah ciri-ciri suatu bahan. Kapur putih contohnya, merupakan bahan kimia yang dihasilkan daripada kalsium karbonat. Jika kita menggunakan teknologi biasa untuk memproses kalsium karbonat, samada melalui pemanasan atau sebagainya, hasil akhir yang diperolehi ialah bahan yang sangat rapuh dan lembut. Namun jika dibandingkan dengan kulit siput, yang mempunyai sifat yang menakjubkan dari segi kekerasan, kekuatan dan kecantikan, adalah terbina daripada kalsium karbonat yang sama apabila nanoteknologi mengikuti program DNA.

Perbandingan yang sama terhadap struktur tulang dan gigi juga memberikan motivasi terhadap pensintesisan nanozarah bagi mencapai ciri-ciri unggul yang tidak dimiliki bahan dalam bentuk pukal. Maka penghasilan nanozarah khususnya nanozarah kalsium karbonat diharap mempunyai potensi yang besar berbanding kalsium karbonat biasa yang kini digunakan dengan meluas dalam industri pembuatan kertas, plastik dan pertanian.

Terdapat pelbagai kaedah untuk penyediaan nanozarah antaranya ialah teknik pengewapan lazer, teknik hidroterma, teknik vakum seperti sinaran ion, teknik fasa gas seperti penyejatan gas, teknik mekanikal dan teknik kimia.Selain itu terdapat juga kaedah hasil gabungan penyebaran dan pembakaran dalam penyediaan nanozarah kalsium aluminat. Teknik ini bergantung kepada penggunaan sukrosa berasid tinggi untuk membentuk kompleks kation. Teknik lain yang melibatkan penggabungan juga adalah penyediaan nanozarah lantanum aluminat menggunakan kaedah ultrasonik bom bersama dengan kaedah sintesis gel daripada larutan logam klorida dan ammonia yang distabilkan. Teknik-teknik di atas mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing contohnya teknik mekanikal seperti ball milling. Antara kelemahannya ialah nanozarah yang dihasilkan mempunyai saiz yang besar, sukar dikawal dan menghasilkan bentuk yang tidak diingini. Selain itu penghasilan nanozarah dengan teknik mekanikal dan ultrasonik tidak menghasilkan sub bahagian yang banyak. Hal ini disebabkan kecenderungan zarah untuk berpadu kembali kerana kesan daya mekanik yang terlibat.

Manakala teknik kimia mempunyai beberapa kelebihan berbanding teknik mekanikal iaitu keperluan tenaga yang rendah dan pengawalan saiz zarah yang lebih efisyen. Terdapat empat pendekatan utama dalam penyediaan nanozarah dengan kaedah kimia iaitu yang pertama kaedah kimia dalam fasa cecair, sol-gel dan pemendakan dari larutan homogen. Pendekatan kedua ialah pirolisis, hakisan percikan (spark erosion), sintesis garam lebur dan proses kimia di antara fasa heterogen termasuklah sintesis hidroterma. Pendekatan seterusnya ialah proses kimia dalam droplet termasuk emulsi, misel atau mikroemulsi dan aerosol. Manakala pendekatan keempat ialah prekursor wap, prekursor cecair dan prekursor pepejal. Kaedah yang paling menarik adalah sintesis dalam medium cecair, ini termasuklah pemendakan, penurunan, penghidratan, teknologi misel songsang dan pempolimeran mikroemulsi .

Penyelidikan nanozarah bersifat multidisiplin yang melibatkan ahli fizik, kimia, saintis bahan, jurutera, ahli biologi dan saintis perubatan. Penglibatan seperti ini dan perkembangannya yang pesat menjadikan nanoteknologi antara isu terkini yang harus diambil perhatian samada oleh saintis, jurutera, ahli ekonomi mahupun kerajaan agar tidak ketinggalan dalam perlumbaan sains dan teknologi.

Catatan // Terima kasih kepada penulis kerana menyumbang artikel ini