"Frankenstein" dan Teknologi Plasma

Oleh Anto Tri Sugiarto dan Suherman

FRANKENSTEIN; or, The Modern Prometheus karya Mary Shelley, yang terbit pertama kali pada tahun 1818, adalah novel klasik fiksi ilmiah yang masih aktual sampai sekarang. Selain menginspirasi terbitnya novel yang se-genre seperti Vampire dan Drakula, ternyata novel ini pun hampir sama dengan sejarah lahirnya zat keempat yang disebut plasma.

Zat ini ditemukan oleh Irving Langmuir, ilmuwan Amerika pemenang hadiah Nobel bidang kimia pada tahun 1928, dalam eksperimennya melalui lampu tungsten filament. Kami tidak tahu apakah Langmuir pernah membaca novel itu atau tidak, tapi idenya hampir sama.

Dalam novel Frankenstein, diceritakan tentang obsesi seorang ilmuwan bernama Victor Frankenstein untuk membuat manusia dari potongan mayat-mayat yang berbeda. Potongan-potongan ini kemudian dijahit menjadi manusia kembali dengan wujud berupa monster yang menyeramkan tapi berwatak humanis.

Untuk menghidupkan kembali tubuh tersebut, diperlukan “nyawa” berupa energi yang sangat besar dengan cara disetrum memakai listrik bertegangan dari petir (lecutan elektron). Akhirnya, eksperimen Frankenstein ini berhasil menghidupkan kembali bahkan membuat manusia baru.

Begitulah imjinasi sang pengarang walaupun tidak banyak fakta ilmiah untuk menjelaskan mengapa itu bisa dilakuan, mungkin pada waktu itu ilmu biologi belum modern.

Ilmuwan (bioscientist) yang terang-terangan merasa terinspirasi oleh novel Frankenstein adalah Stanley Miller dan Harold Urey (1952), yang dengan percobaannya dapat menghasilkan senyawa asam amino melalui lecutan elektron terhadap beberapa senyawa organik. Asam amino dikenal sebagai bahan dasar penyusun protein dalam pembentukan sel mahkluk hidup.

Penjelasan sederhananya sebagai berikut: tubuh manusia terdiri dari asam amino; dan asam amino ini isinya adalah glycine yang terdiri dari amino, hidrokarbon, dan asam. Sebaliknya, untuk membuat glycine, kita tinggal kumpulkan saja metan, air, dan amoniak; lalu alirkan energi atau disetrum maka jadilah asam amino.

Dengan demikian, bisa jadi khayalan teknologi Mary Sheley ada benarnya, jadi kalau mau menghidupkan orang harus ada lecutan elektron, karena kalau tidak ada maka komponen-komponen pendukungnya tadi tidak akan bereaksi.

Belajar dari novel Frankenstein dan riset Stainley Miller seperti di atas, petir atau lecutan elektron atau dalam bahasa ilmiah disebut plasma menjadi suatu hal yang menarik untuk kita kaji lebih dalam.

Teknologi plasma terus berkembang baik di dalam riset maupun dalam aplikasinya dan ternyata lingkungan kehidupan kita tidak bisa lepas dari plasma.

Matahari, petir, aurora, dan api adalah plasma alamiah yang kita lihat dan rasakan dalam kehidupan sehari-hari. Sedangkan plasma hasil dari rekayasa manusia terdapat hampir di semua bidang industri, seperti elektronik, material, kimia, dan obat-obatan. AC, ponsel, komputer, lampu neon, televisi, dan lain-lain.

Pendek kata, tidak kurang dari dua pulu jenis produk plasma yang ada di rumah kita sekarang ini.

Sekarang ini, yang paling fundamental adalah aplikasi teknologi plasma sebagai pelopor teknologi bersih dalam bidang lingkungan dan sanitasi, terutama untuk mengatasi pencemaran lingkungan tanah, air dan udara.

Polusi udara

Menurut catatan WHO, polusi udara tiap tahunnya membunuh tidak kurang dari 7 juta orang (Kompas.com, 26 Juni 2019). Greenpeace juga melaporkan bahwa di Indonesia, angka kematian akibat polusi udara sejak 1 januari 2020 mencapai 9.000 jiwa dengan potensi kerugian ekonomi Rp 140 triliun (detik.com, 10 Juli 2020).

Polusi udara lebih mematikan daripada wabah Covid-19 karena terjadi setiap tahun. Polusi ini disebut “pembunuh senyap” karena tidak diributkan dan terjadi secara perlahan, terakumulasi dari hari ke hari.

Polutan udara sangat kompleks, akan tetapi yang paling dominan adalah diakibatkan oleh hasil pembakaran dari pabrik dan kendaraan bermotor yang bukan saja menghasilkan aerosol (sampah udara) akan tetapi juga gas NOx, SOx, CO dan dioxin yang sangat membahayakan kesehatan.

Hujan asam (HNO3 dan H2SO4) mengakibatkan kanker. Gas CO apabila terhirup secara langsung dapat mematikan. Suhu bumi semakin meningkat (global warming) akibat bertambahnya CO2. Dioxin yang dihasikan dari pembakaran plastik sangat membahayakan kesehatan.

Di negara-negara maju seperti Jepang, teknologi plasma berkembang sangat pesat. Di era tahun 90-an, teknologi plasma dikembangkan untuk menguraikan dioxin dari hasil pembakaran sampah serta untuk menguraikan limbah senyawa CFC dari peralatan pendingin seperti AC dan kulkas.

Teknologi plasma memiliki beberapa kelebihan yaitu pembuatan peralatan dan pemeliharaannya sangat mudah dengan memiliki efektivitas penguraian cukup tinggi. Struktur yang mudah dari peralatan teknologi plasma memungkinkan untuk dipasang langsung pada kendaraan bermotor untuk mengurangi kadar NOx.

Selain menguraikan senyawa organik. teknologi plasma juga saat ini dikembangkan untuk membersihkan udara yang tercemar virus Covid-19 dengan cara memfilter udara melalui reaktor plasma maupun melalui gas ozon yang dihasilkan oleh reaktor plasma tersebut.

Polusi Air

Menurut perhitungan Japan International Cooperation Agency (JICA, 1989), jumlah air buangan dari rumah tangga per orang per hari adalah 118 liter dengan konsentrasi BOD rata-rata 236 mg/lt.

Bila dikali jumlah penduduk, belum lagi yang dihasilkan dari kegiatan industri, rumah sakit, dan lain-lain; maka tidak heran kalau sungai terutama di kota-kota besar berubah menjadi saluran limbah.

Polutan pencemaran air juga kompleks terutama dari industri. Limbah cair industri, rumah tangga, pertanian selain mengandung senyawa berat (Cd, Cu, Hg, Zn, dan lain-lain) juga mengandung berbagai macam senyawa organik seperti dioxin, phenol, benzene, PCB, dan DDT. Belum lagi limbah cair dari bekas pencucian APD yang dikhawatirkan masih mengandung virus corona yang berbahaya.

Teknologi pengolahan limbah cair yang banyak digunakan umumnya mengkombinasikan metode fisika, kimia dan biologi. Namun, teknologi yang biasa dipergunakan ini sering menghadapi berbagai kesulitan dengan tidak dapat menguraikan senyawa VOC atau senyawa hidrokarbon komplek lainnya, yang dalam kadar rendah sekalipun sangat membahayakan kesehatan dan merusak ekosistem makhluk hidup lainnya.

Untuk mengatasi limbah cair organik ini, teknologi plasma sangat efektif dan efisien. Teknologi ini dapat membersihkan limbah cair hingga hampir 100 persen.

Dari berbagai kelebihan proses yang dimilikinya; teknologi plasma selain dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik, sekaligus juga menghilangkan warna, bau dan membunuh bakteri atau virus pada limbah cair, sehingga hasil akhirnya menjadi air yang siap untuk digunakan kembali atau didaur ulang.

Di masa yang akan datang teknologi plasma, dengan produk-produk ramah lingkungan yang dihasilkannya, akan memenuhi harapan umat manusia untuk hidup di bumi yang bersih dan sehat.

“Saya akan merintis cara baru, mengeksplorasi kekuatan yang tidak diketahui, dan terungkap ke dunia misteri terdalam dari penciptaan,” sebagaimana diucapkan oleh Doktor Victor Frankenstein, akan terus menjadi inspirasi ilmuwan plasma untuk terus berinovasi.

Anto Tri Sugiarto

Ahli Plasma, Kepala Balai Pengembangan Instrumentasi LIPI

Suherman

Analis Data dan Informasi Sains LIPI