Minum Air Laut? Kenapa Tidak?

Sistem ini menawarkan air bersih dalam jumlah yang lebih banyak namun menggunakan energi lebih kecil dalam proses pembuatannya.

Pabrik desalinasi konvensional. (Thinkstock)

Sekelompok tim peneliti asal Eropa berhasil mengembangkan teknologi desalinasi berbiaya rendah namun memiliki efisiensi tinggi dengan memanfaatkan energi sinar matahari. Seperti diketahui, desalinasi atau penyulingan merupakan cara yang paling dimungkinkan untuk mendapatkan air minum di negara yang panas dan kering padahal dikelilingi lautan atau samudra.

Salah satu metode penyulingan tradisional yang biasa digunakan adalah desalinasi berbasis osmosis terbalik (reverse osmosis/RO). Dengan metode ini, air didorong melalui membran penyaringan pada tekanan tinggi. Substansi yang tidak diinginkan yang ada di air tertahan oleh pori-pori di membran penyaringan. Namun demikian, desalinasi berbasis RO ini membutuhkan energi yang cukup besar untuk memberikan tekanan pada air laut. Sehingga, secara keseluruhan, proses penyilingan menjadi mahal dan boros energi, apalagi mengingat banyaknya air laut yang harus disuling.

Oleh para peneliti, metode penyulingan dimodifikasi. Untuk mengurangi biaya dan konsumsi energi, mereka menyediakan energi mekanik yang dibutuhkan untuk RO dengan sistem Organic Rankine Cycle (ORC) bersuhu rendah yang dikombinasikan dengan sel surya.

ORC sendiri merupakan siklus thermodinamik untuk memulihkan panas (umumnya panas buangan) dan mengonversikannya ke dalam bentuk energi yang lebih bermanfaat, misalnya listrik ataupun energi mekanik. Sel surya juga bisa memasok energi panas ke ORC, yang kemudian akan memproduksi energi mekanik untuk memberi tekanan pada air.

Sistem ini berhasil mengeliminasi kebutuhan penyimpanan energi dan menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi yang berarti menyediakan air segar dalam jumlah yang lebih banyak. Dan selain memutakhirkan teknologi penyulingan, peneliti juga mengamati dampak lingkungan dan juga sosioekonomi yang ditawarkan sistem baru ini dan kemudian mengembangkan strategi baru untuk menyediakan teknologi ini ke khalayak luas.

Dengan demikian, implementasi sistem RO-Solar-Rankine ini akan memungkinkan negara-negara seperti yang berada di kawasan Mediterania untuk memaksimalkan banyaknya energi surya yang mereda dapatkan untuk memproduksi air segar dari air laut yang jumlahnya juga sangat banyak.
(Abiyu Pradipa. Sumber: Phys.Org)

from : http://nationalgeographic.co.id

Read More

Cahaya Bisa Menghasilkan Daya Angkat

Para ilmuwan menciptakan foil cahaya yang dapat mendorong obyek-obyek kecil ke samping.



Cahaya difungsikan untuk menghasilkan tenaga yang sama yang membuat pesawat udara terbang, seperti yang ditunjukkan oleh studi baru.

Dengan desain yang tepat, aliran seragam cahaya mendorong obyek-obyek yang sangat kecil seperti halnya sayap pesawat terbang menaikkan tubuh pesawat ke udara.

Para peneliti telah lama mengetahui bahwa memukul sebuah obyek dengan cahaya dapat mendorong obyek tersebut. Itulah pemikiran di balik layar surya, yang memanfaatkan radiasi untuk tenaga pendorong di luar angkasa. "Kemampuan cahaya untuk mendorong sesuatu sudah diketahui," tutur rekan peneliti Grover Swartzlander dari Institut Teknologi Rochester di New York, seperti yang dikutip Science News (05/12/10).

Trik baru cahaya lebih menarik dari sebuah dorongan biasa: Hal itu menciptakan tenaga yang lebih rumit yang disebut daya angkat, bukti ketika sebuah aliran pada satu arah menggerakkan sebuah obyek secara tegak lurus. Foil udara atau airfoil menghasilkan daya angkat; ketika mesin memutar baling-baling dan menggerakkan pesawat ke depan, sayap-sayapnya yang dimiringkan menyebabkan pesawat itu naik.

Foil cahaya tidak dimaksudkan untuk menjaga sebuah pesawat tetap berada di udara selama penerbangan dari satu bandara ke bandara lainnya. Namun kesatuan alat-alat yang sangat kecil tersebut boleh digunakan untuk mendayakan mesin-mesin mikro, mentransportasikan partikel-partikel yang sangat kecil atau bahkan membolehkan metode-metode sistem kemudi pada layar surya.

Daya angkat optik merupakan "ide yang sangat rapi", kata fisikawan Miles Padgett dari Universitas Glasgow di Skotlandia, namun terlau dini untuk mengatakan bagaimana efek tersebut boleh dimanfaatkan. "Mungkin berguna, mungkin tidak. Waktu yang akan membuktikan."

Cahaya tersebut dapat memiliki daya angkat yang tak terduga ini dimulai dari sebuah pertanyaan yang sangat sederhana, Swartzlander mengatakan, "Jika kita mempunyai sesuatu berbentuk sayap dan kita menyinarinya dengan cahaya, apa yang terjadi?" Eksperimen-eksperimen pemodelan menunjukkan kepada para peneliti bahwa sebuah defleksi asimetris cahaya akan menciptakan sebuah daya angkat yang sangat stabil. "Jadi kami pikir lebih baik melakukan satu eksperimen," kata Swartzlander

Para peneliti membuat batangan-batangan sangat kecil berbentuk mirip sayap pesawat terbang, di satu sisi pipih dan di sisi lainnya berliku. Ketika foil-foil udara berukuran mikron ini dibenamkan ke dalam air dan dipukul dengan 130 miliwatt cahaya dari dasar wadah, foil-foil tersebut mulai bergerak ke atas, seperti yang diduga. Namun batangan-batangan tersebut juga mulai bergerak ke samping, arah tegak lurus terhadap cahaya yang datang. Bola-bola simetris sangat kecil tidak menunjukkan efek daya angkat ini, seperti yang ditemukan tim tersebut.

Daya angkat optik berbeda dari daya angkat aerodinamis dengan sebuah foil udara. Sebuah pesawat udara terbang karena udara yang mengalir lebih lambat di bawah sayap-sayapnya menggunakan tekanan lebih besar daripada udara yang mengalir lebih cepat di atas. Namun pada foil cahaya,daya angkat diciptakan di dalam obyek-obyek tersebut ketika sorotan sinar melaluinya. Bentuk foil udara transparan terebut menyebabkan cahaya dibiaskan berbeda-beda tergantung pada tempat cahaya itu lewat, yang menyebabkan pembengkokan sesui momentum sorotan yang menghasilkan daya angkat.

Sudut-sudut daya angkat foil-foil cahaya ini sekitar 60 derajat, menurut temuan tim tersebut. "Kebanyakan benda-benda aerodinamis mengudara pada sudut-sudut yang sangat gradual, akan tetapi hal ini memiliki sudut daya angkat yang luar biasa dan sangat kuat," ujar Swartzlander. "Anda bisa bayangkan apa yang akan terjadi jika pesawat anda mengudara pada 60 derajat -- perut anda akan berada di kaki."

Ketika batangan-batangan itu terangkat, seharusnya tidak jatuh atau kehilangan daya angkat, seperti yang diprediksi. "Sebenarnya benda tersebut bisa menstabilkan diri sendiri," kata Padgett.

Swartzlander mengatakan bahwa dia berharap pada akhirnya bisa menguji foil-foil cahaya tersebut di udara juga, dan mencoba berbagai bentuk serta material dengan berbagai sifat pembiasan. Dalam studi tersebut para penelit menggunakan cahaya infra merah untuk menghasilkan daya angkat tersebut, tapi jenis cahaya lainnya juga bisa, kata Swartzlander. "Yang indah tentang hal ini ialah bahwa benda itu akan berfungsi selama anda memiliki cahaya."

Studi tersebut dipublikasikan di Nature Photonics tanggal 5 Desember.

Semoga hal ini bisa diteliti lebih lanjut dan dikembangkan untuk kebaikan.

from : http://sainspop.blogspot.com/

Read More

Alam Semesta Berkembang dari Cairan

Alam semesta dulunya merupakan suatu cairan yang super panas sesaat setelah kelahirannya, menurut hasil pertama eksperimen reka ulang kondisi Big Bang atau Ledakan Dahsyat.


the Large Hadron Collider - Foto: Flickr

Para ilmuwan yang bekerja di penghancur partikel terbesar di dunia yaitu the Large Hadron Collider di CERN dekat Jenewa, Swiss menemukan bahwa sup eksotik bersuhu lebih dari 10 trilyun derajat Celsius tercipta segera setelah kelahiran alam semesta.

Material lengket dan panas yang dikenal sebagai plasma kuark-gluon bersifat seperti cairan panas, menurut hasil temuan mereka.

Hal ini menyediakan lingkungan sempurna bagi partikel-partikel pertama dan atom-atom untuk terbentuk yang kemudian menghasilkan bintang-bintang dan galaksi-galaksi di sekitar kita saat ini. Demikian seperti yang dikutip dari Telegraph (20/11/10).

Temuan tersebut mengejutkan para fisikawan karena temuan tersebut membantah pandangan yang sudah diterima tentang apa yang terjadi segera setelah terciptanya alam semesta yaitu bahwa Big Bang memuntahkan gas yang super panas yang bersama-sama menggumpal untuk membentuk materi.

"Dalam kejadian-kejadian pertama alam semesta, material tersebut sebenarnya bersifat seperti cairan yang sangat padat," jelas Dr. David Evans yang merupakan seorang fisikawan partikel di Universitas Birmingham yang merupakan pemimpin penyelidik dalam eksperimen tersebut.

"Hasil temuan ini memberitahukan kita tentang evolusi awal alam semesta yang secara tak terelakkan akan memiliki implikasi terhadap bentuknya saat ini.

"Kami harus melakukan lebih banyak analisis serta memberikan lebih banyak pemikiran untuk memahami hal ini, tapi hasil ini benar-benar mengagumkan."

Hasil tersebut merupakan hasil pertama yang dikeluarkan oleh kelompok multinasional yang terdiri lebih dari 1.000 peneliti yang bekerja dalam eksperimen dengan Large Hadron Collider yang dimulai dua minggu lalu.

Mereka menggunakan akselerator partikel untuk menghancurkan atom-atom timah hitam bersama-sama dalam sebuah detektor yang dikenal sebagai ALICE untuk menciptakan "big bang mini" yang dianggap bisa meniru kondisi yang ada dalam pecahan detik setelah alam semesta diciptakan.

Bola-bola api sangat kecil yang tercipta di dalam akselerator partikel sepanjang 27,3 km yang dikuburkan sedalam 5,2 km di bawah perbukitan kaki gunung Alpen di sekitar perbatasan Swiss dan Perancis, mencapai lebih dari 10 trilyun derajat centigrade untuk seperseikian detik.

Pada temperatur ini atom-atom dan partikel-partikel yang membangunnya meleleh ke dalam bagian-bagian unsur pokoknya yang dikenal sebagai kuark dan gluon.

Pada umumnya para fisikawan meyakini bahwa pada temperatur tinggi yang dihasilkan setelah Big Bang, energi yang secara normal mengikat kuark dan gluon bersama-sama akan melemah secara signifikan yang menghasilkan material yang bersifat mirip dengan gas.

Penelitian sebelumnya lima tahun lalu di Relativistic Heavy Ion Collider di Upton, New York berhasil menciptakan temperatur empat trilyun derajat dan menunjukkan bahwa dalam temperatur ini plasma kuark-gluon mirip dengan cairan, tapi banyak yang menduga bahwa ketika temperatur meningkat, plasma tersebut akan menjadi serupa dengan gas.

Namun penemuan terakhir CERN menunjukkan bahwa ini bukanlah hal yang sebenarnya dan hasilnya diharapkan mengubah pemikiran konvesional dalam fisika ketika para ilmuwan mencoba mencari tahu mengapa plasma kuark-gluon tidak bersifat seperti yang diprediksi.

Dr. Evans mengatakan: "Teori-teori tersebut menunjukkan bahwa energi yang menahan kuark mulai melemah pada suhu sesaat setelah Big Bang dan kuark akan bergerak dengan bebas seperti gas.

"Kami menemukan bahwa energi kuat yang menahan kuark masih tetap menjaga sebagian besar kekuatannya bahkan pada temperatur tinggi ini. Kuark masih berinteraksi satu sama lain lebih jauh dari dugaan kita.

"Hasil ini akan membantu kami lebih memahami tentang periode misterius sebelum proton-proton dan neutron-neutron terbentuk pada awal alam semesta."

Professor Brian Cox yang merupakan fisikawan partikel di Universitas Manchester dan presenter seri Wonders of the Universe BBC yang tidak lama lagi akan disiarkan mengatakan bahwa penemuan tersebut membuka banyak pertanyaan tentang rupa awal alam semesta.

Dia mengatakan: "Mereka menggunakan berbagai metafora untuk menjelaskan bagaimana rupanya karena bentuknya tidak akan seperti cairan apapun yang biasa kita kenal."

"Mereka membicarakan tentang kekuatan interaksi antar kuark dan bagaimana partikel-partikel ini berperilaku bersama-sama. Partikel-partikel ini harus berinteraksi lebih kuat dari yang diduga dan oleh karena itu bersifat seperti cairan.

"Eksperimen ini menyediakan aturan energi baru bagi kita dan oleh sebab itu melihat sifat yang tak terduga sangat menyenangkan. Penemuan ini sangat menarik."

from : http://sainspop.blogspot.com/

Read More

Kelahiran Kembali Alam Semesta

Pola-pola sirkuler pada latar radiasi keseluruhan alam semesta mengindikasikan bahwa Ledakan Dahsyat (Big Bang) hanya merupakan bagian terakhir dari sebuah rentetan proses penciptaan.



Kebanyakan kosmolog menelusuri kelahiran alam semesta sampai ke Ledakan Dahsyat 13,7 milyar tahun lalu. Namun analisis baru terhadap sisa-sisa radiasi yang dihasilkan oleh peristiwa ledakan tersebut mengindikasikan bahwa alam semesta mulai diciptakan milyaran tahun sebelumnya dan telah melalui banyak sekali peristiwa kelahiran dan kematian, dan Ledakan Dahsyat hanya merupakan kejadian terakhir pada rentetan ledakan-ledakan pencetus.

Pemikiran mengejutkan tersebut yang dikemukakan oleh fisikawan teoritis Roger Penrose dari Universitas Oxford di Inggris dan Vahe Gurzadyan dari Institut Fisika Yerevan dan Universitas Yerevan di Armenia, melawan arus teori standar kosmologi yang dikenal dengan inflasi atau inflation.

Para peneliti mendasarkan penemuan mereka pada pola-pola sirkuler yang mereka temukan pada latar gelombang mikro (microwave) alam semesta yaitu cahaya gelombang mikro yang tersisa dari Ledakan Dahsyat. Elemen-elemen sirkulernya mengindikasikan bahwa alam semesta itu sendiri bersiklus melewati periode-periode akhir dan awal, tegas Penrose dan Gurzadyan.

Elemen-elemen sirkuler tersebut merupakan daerah di mana variasi-variasi temperatur dalam latar keseragaman gelombak mikro lainnya lebih kecil dari rata-rata. Penrose mengatakan bahwa elemen-elemen tersebut tidak dapat dijelaskan oleh teori inflasi yang sangat sukses tersebut, yang menghipotesakan bahwa alam semesta yang baru tercipta mengalami semburan pertumbuhan yang sangat besar, membalon dari sesuatu pada skala ukuran sebuah atom menjadi berukuran satu buah anggur selama sepersekian detik pertama alam semesta. Inflasi akan menghapus pola-pola seperti itu.

"Keberadaan elemen-elemen koheren berskala besar pada latar gelombang mikro bentuk ini, nampaknya akan berkontradiksi dengan model inflasioner dan akan menjadi penanda yang sangat berbeda dari model Penrose tentang alam semesta siklik," kosmolog David Spergel dari Universitas Princeton berkomentar. Namun, dia menambahkan, "Makalah tersebut tidak memberikan cukup rincian mengenai analisis untuk menilai realitas lingkaran-lingkaran ini." Demikian seperti yang dikutip dari ScienceNews (26/11/10).

Penrose menginterpretasikan lingkaran-lingkaran tersebut sebagai sesuatu yang menyediakan sarana untuk melihat ke masa lalu, melewati tembok kaca Ledakan Dahsyat paling terakhir, menuju periode alam semesta sebelumnya. Dia mengemukakan bahwa lingkaran-lingkaran tersebut dihasilkan oleh tabrakan antara lubang-lubang hitam raksasa yang terjadi selama periode sebelumnya tersebut. Tabrakan lubang-lubang hitam akan menciptakan disonansi gelombang gravitasional yang berdesir dalam waktu ruang dikarenakan akselerasi massa raksasa tersebut. Gelombang-gelombang itu akan terdestribusi secara sirkuler dan seragam.

Menurut rincian matematis yang dikerjakan Penrose, ketika distribusi seragam gelombang gravitasional dari periode sebelumnya tersebut memasuki periode sekarang, mereka terkonversi ke dalam pulsa energi. Pulsa tersebut menyediakan satu tendangan seragam ke porsi materi gelap yang merupakan material tak kelihatan yang membentuk lebih dari 80 persen massa alam semesta.

"Oleh sebab itu material materi gelap di sepanjang ledakan tersebut memiliki ciri seragam ini," tutur Penrose. "Inilah yang terlihat sebagai sebuah lingkaran pada langit latar gelombang mikro alam semesta kita, dan hal tersebut seharusnya terlihat seperti lingkaran yang cukup seragam."

Setiap lingkaran memiliki variasi temperatur lebih rendah dari rata-rata, seperti yang dia dan Gurzadyan temukan ketika mereka menganalisa data dari alat luar angkasa Wilkinson Microwave Anisotropy Probe milik NASA, disingkat WMAP, yang memindai keseluruhan langit selama sembilan tahun, dan eksperimen balloon-borne BOOMERANG yang meneliti latar gelombang mikro di sebagian kecil alam semesta.

Oleh karena tim tersebut menemukan elemen-elemen sirkuler yang sama dengan menggunakan dua detektor, Penrose mengatakan tidak mungkin dia dan para koleganya tertipu oleh noise instrumental atau benda-benda lainnya.

Namun Spergel mengatakan bahwa dia kuatir jangan-jangan tim tersebut belum memperhitungkan variasi tingkat noise data WMAP yang didapatkan dari bagian-bagian langit yang berbeda. WMAP memeriksa berbagai daerah langit dengan alokasi waktu yang tidak sama. Peta-peta latar gelombang mikro yang dihasilkan dari daerah-daerah tersebut mempelajari yang terlama memiliki noise lebih rendah dan variasi-variasi lebih kecil yang terekam pada temperatur cahaya gelombang mikro tersebut. Peta-peta dengan noise yang lebih rendah tersebut secara artifisial dapat menghasilkan lingkaran-lingkaran yang Penrose dan Gurzadyan atribusikan ke model alam semesta siklik mereka, kata Spergel.

Peta baru latar gelombang mikro alam semesta yang lebih rinci, yang sekarang sedang dikerjakan oleh the European Space Agency’s Planck mission, bisa menyediakan uji yang lebih definitif terhadap teori tersebut, tutur Penrose.

Penemuan kontroversial tersebut dipublikasikan di arXiv.org (17/11/10).

http://arxiv.org/abs/1011.3706

Read More