Salah satu kata yang sering muncul di dunia sains di film, novel dan komik adalah "Mad" (Gila), misalnya kita sering mendengar "Mad Scientist". Tetapi seperti kata 'benci' diangkat sebagai singkatan untuk 'benar-benar cinta', 'gila' adalah singaktan untuk 'giat lankah'. Kalau kita melaksankan sesuatu yang luar biasa kita sering disebut gila, pada hal itu bisa sebagai langkah awal ke sesuatu yang dapat merubah gaya hidup manusia di seluruh dunia, misalnya lampu listrik, telpon, dll. Tanpa orang gila begini kita tidak dapat cepat maju!.

Sains adalah ilmu yang seperti ilmu lain terus menambahkan pengetahuan dari penelitian oleh orang yang berdisiplin dan rajin. Tetapi seringkali kemajuan sains muncul dari idea yang dari awal dianggap gila. Kita harus berani dan percaya diri, dan ingat bahwa kita dapat gagal 1000 kali dalam kegiatan percobaan, tetapi kita hanya perlu berhasil sekali, dan idea kita sudah terbukti.

Sains dan Teknologi telah melekat erat ke dalam setiap gaya hidup dan kehidupan modern, bahkan begitu pentingnya bagi pelajar, dan menjadi tuntutan dalam kehidupan professional kita, maka belajar sains dan mengembangan ketrampilan sains dan teknologi pada saat ini adalah sangat penting dan menjadi keniscayaan.

Pentingnya terampil berkomunikasi dapat dibuktikan secara sepintas melalui berbagai surat kabar harian/koran. Kebanyakan lowongan pekerjaan untuk posisi-posisi penting selalu mempersyaratkan penguasaan teknologi. Bahkan saat ini begitu terasa pentingnya bagi para pelajar Indonesia bertepatan dengan usaha-usaha pemerintah untuk meningkatkan investasi asing di Indonesia.

Pengetahuan dan keterampilan ilmu sains dan teknologi memungkinkan kita dapat memasuki berbagai bidang profesi, namun demikian tanpa dibarengi dengan pengembangan kreativitas pribadi maka keterampilan itu sendiri menjadi tidak berarti dan tidak menjamin dengan sendirinya masa depan yang cerah atau adanya pengembangan karir pribadi yang pasti

Sains dan teknologi merupakan sarana yang tepat untuk mengembangkan kreatifitas termasuk mengembangkan keterampilan dalam pemecahan masalah (problem solving). Berkaitan dengan praktek pengajaran modern di sekolah, pembelajaran kontekstual (di Indonesia dikenal sebagai PAKEM) maka para pelajar dapat beraktifitas baik secara individu, berpasangan ataupun secara berkelompok. Bertukar fikiran dan saling mengembangkan secara konstruktif adalah bagian penting dalam mengembangkan kepribadian kita.

Orang Jenius yang Praktis

Kita dapat memperoleh banyak dari cerita pendek yang kreatif ini. Cerita berikut berkisar sekitar salah satu pertanyaan dalam ujian fisika di Universitas Copenhagen: “Jelaskan bagaimana menetapkan tinggi suatu bangunan pencakar langit dengan menggunakan sebuah barometer.”

Salah seorang mahasiswa menjawab: “Ikatlah suatu tali panjang pada leher barometer, lalu turunkan barometer dari atap pencakar langit sampai menyentuh tanah. Panjang tali ditambah panjang barometer akan sama dengan tinggi pencakar langit.”

Jawaban yang luar biasa orisinilnya ini membuat pemeriksa ujiannya begitu geram sehingga akibatnya sang mahasiswa langsung tidak diluluskan. Si mahasiswa naik banding atas dasar bahwa jawabannya tidak bisa disangka kebenarannya, sehingga universitas menunjuk seorang arbiter yang independen untuk memutuskan kasusnya.
Arbiter menyatakan bahwa jawabannya memang betul2 benar, hanya saja tidak memperlihatkan secuil pun pengetahuan mengenai ilmu fisika. Untuk mengatasi permasalahannya, disepakati bahwa sang mahasiswa akan dipanggil, serta akan diberikan waktu enam menit untuk memberikan jawaban verbal yang menunjukkan paling tidak sedikit latar belakang pengetahuannya mengenai prinsip2 dasar ilmu fisika.

Selama lima menit, si mahasiswa duduk tepekur, sampai dahinya terlihat berkerut. Arbiter mengingatkan bahwa waktu sudah sangat terbatas, yang mana sang mahasiswa menjawab bahwa ia sudah memiliki berbagai jawaban yang sangat relevan, tetapi tidak bisa memutuskan yang mana yang akan dipakai. Saat diingatkan hakim untuk ber-buru2, sang mahasiswa menjawab sbb:

“Pertama-tama, ambillah barometer dan bawalah sampai ke atap pencakar langit. Lemparkan melewati pinggir atap, dan ukurlah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tanah. Ketinggian bangunan bisa dihitung dari rumus H = 0.5g x t pangkat 2. Tetapi ya sayang barometernya.”

“Atau, bila matahari sedang bersinar, anda bisa mengukur tinggi barometer, tegakkan diatas tanah, dan ukurlah panjang bayangannya. Setelah itu, ukurlah panjang bayangan pencakar langit, sehingga hanya perlu perhitungan aritmatika proporsional secara sederhana untuk menetapkan ketinggian pencakar langitnya.”

“Tapi kalau anda betul2 ingin jawaban ilmiah, anda bisa mengikat seutas tali pendek pada barometer dan menggoyangkannya seolah pendulum, pertama di permukaan tanah kemudian saat diatas pencakar langit. Ketinggian pencakar langit bisa dihitung atas dasar perbedaan kekuatan gravitasi T = 2 pi akar dari (l/g).”

“Atau kalau pencakar langitnya memiliki tangga darurat yang eksternal, akan mudah sekali untuk menaiki tangga, lalu menggunakan panjangnya barometer sebagai satuan ukuran pada dinding bangunan, sehingga tinggi pencakar langit = penjumlahan seluruh satuan barometernya pada dinding pencakar langit.”

“Bila anda hanya ingin membosankan dan bersikap ortodoks, tentunya anda akan menggunakan barometer untuk mengukur tekanan udara pada atap pencakar langit dan di permukaan tanah, lalu mengkonversikan perbedaannya dari milibar ke satuan panjang untuk memperoleh ketinggian bangunan.”

“Tetapi karena kita senantiasa ditekankan agar menggunakan kebebasan berpikir dan menerapkan metoda-metoda ilmiah, tentunya cara paling tepat adalah mengetuk pintu pengelola gedung dan mengatakan: ‘Bila anda menginginkan barometer baru yang cantik, saya akan memberikannya pada anda jika anda memberitahukan ketinggian pencakar langit ini.”

Mahasiswa tersebut adalah Niels Bohr, satu-satunya warga Denmark yang memenangkan hadiah Nobel untuk Fisika.

- Tekanan zat cair bergantung pada kedalamannya. Semakin dalam seorang penyelam menyelam di dalam laut, maka semakin besar pula tekanan air yang menekan tubuh penyelam yang mampu mempengeruhi metabolisme tubuh penyelam.

Keajaiban Glass Liquid

Kita tentu mengetahui bahwa Piramid di Mesir, Kuil Parthenon, dan Colosseum hingga saat ini masih bisa kita lihat bentuk bangunan aslinya. Kekuatan dan kokohnya bangunan tersebut tentu sangat menarik untuk dipelajari. Bangunan, seiring dengan waktu akan semakin rapuh pula kekuatannya, karena pengaruh lingkungan. Tentu menjadi impian semua orang memiliki bangunan yang kuat, tahan lama, dan tahan terhadap api. Harapan-harapan tersebut bisa sedikit terjawab dengan ditemukannya glass liquid.

Glass liquid

Glass atau kaca yang kita temukan sehari-hari adalah material padat pada suhu kamar. Untuk mencairkannya diperlukan suhu sekitar 1400 derajat celcius. Tentu hal yang sulit untuk membuat glass dalam keadaan liquid pada suhu kamar. Tapi bagi Masatoshi Shioda, hal tersebut telah menjadi kenyataan setelah melewati penelitian selama sembilan tahun lamanya. Glass ini berbentuk cairan pada suhu kamar, sehingga dinamakan glass liquid. Sekilas jika dilihat dengan mata, serupa dengan air biasa, namun bila dikeringkan dalam mesin pengering dapat membentuk glass atau kaca.

Cairan ini dibuat dengan mencairkan quartz, yang selanjutnya dalam keadaan liquid atau cairan distabilkan, kemudian ditambahkan dengan sekitar 30 jenis enzim. Fungsi enzim ini adalah untuk menghambat partikel-partikel quartz untuk berikatan (menjadi padat) sehingga menyebabkan quartz tetap dalam keadaan cair.

Kayu tahan api

Kayu merupakan bahan yang sering digunakan sebagai bahan untuk membuat rumah atau bangunan. Kayu memiliki sifat sangat mudah terbakar, sehingga jika terjadi kebakaran dapat dipastikan rumah tersebut hangus menjadi abu dan mampu merembet bangunan lainnya. Namun lain halnya jika kayu ini dilapisi dengan glass liquid, menyebabkan tahan api dan tidak mudah terbakar.

Untuk membuktikannya telah dilakukan percobaan dengan membakar miniatur rumah yang terbuat dari kayu. Satu miniatur rumah tanpa dilapisi dengan glass liquid, sedangkan yang lainnya dilapisi dengan glass liquid. Pada percobaan ini, kayu yang tanpa dilapisi glass liquid api dengan cepat membesar dan menimbulkan asap hitam, sedangkan kayu yang dilapisi glass liquid, api tidak membesar, bahkan apinya menjadi padam. Pada akhirnya kayu yang tidak dilapisi glass liquid menjadi abu, sedangkan yang dilapisi glass liquid tetap kokoh.

Pertanyaannya adalah mengapa glass liquid dapat menyebabkan kayu menjadi tahan api? Pada kayu banyak terdapat pembuluh silinder, jika pada kayu dilapisi glass liquid maka glass liquid ini akan menyerap dan menutupi bagian pembuluh-pembuluh tersebut sampai pada kedalaman sekitar lima milimeter. Penutupan pembuluh-pembuluh kayu akan mengubah kayu menjadi lapisan kaca sehingga membuat kayu menjadi tidak mudah terbakar. Seperti disebutkan dibagian awal tulisan ini bahwa untuk mencairkan kaca memerlukan suhu diatas 1400 1400 derajat celcius, sehingga dengan adanya glass liquid ini bangunan atau rumah yang terbuat dari kayu dapat terhindar dari kobaran api bila terjadi kebakaran.

Memperpanjang Usia Bangunan

Jepang memiliki pemecah gelombang laut yang terbuat dari konkrit untuk mencegah terjadinya gelombang tsunami. Biasanya konkrit untuk bangunan ini terletak pada kondisi lingkungan dingin, mudah terkena air laut, dan sinar ultraviolet yang sangat kuat. Pada lokasi ini pula dilakukan percobaan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh glass liquid terhadap kekuatan konkrit.

Konkrit dari pemecah gelombang laut yang dibangun satu tahun lalu, dengan mudahnya terkena air laut sehingga membuat permukaan konkrit menjadi terkorosi dan mudah terkelupas. Namun konkrit yang telah dilapisi dengan glass liquid tidak ditemukan adanya korosi.

Mengapa ketahanan konkrit meningkat? Pada konkrit terdapat banyak rongga kosong, dengan dilapisi glass liquid, akan menutupi rongga kosong tersebut dan kemudian akan terbentuk lapisan kaca. Sehingga air laut dan gas CO2 yang merupakan penyebab terjadinya korosi pada konkrit dapat dicegah.

Konkrit yang digunakan saat ini memiliki masa durability sekitar 50 tahun. Adanya lapisan kaca pada konkrit membuat masa durability konkrit menjadi lebih tinggi, diperkirakan mencapai 200 tahun. Selain itu penggunaan glass liquid ini sangat ramah lingkungan, tidak ada efek samping dan bahaya yang ditimbulkan. Hingga saat ini penggunaan glass liquid ini sudah meluas diberbagai kawasan di Jepang, misalnya terowongan di Hokkaido.

Glass liquid vs Asbes

Asbes merupakan bahan berbahaya bila dipakai pada sebuah bangunan. Serabut asbes apabila terbang diudara sangatlah berbahaya karena bisa mengakibatkan kanker paru-paru pada penghirupnya. Saat ini, pemakaian asbes pada bangunan sudah dilarang diseluruh Jepang mengingat bahaya yang ditimbulkan. Namun diyakini pemakaian asbes di Jepang masih tersisa dibeberapa bangunan.

Saat ini, cara penguraian asbes ada dua cara, yaitu dengan memerangkap pada pelarutnya atau melebur pada suhu tinggi. Tentu kedua cara ini tidaklah gampang dan memerlukan biaya yang cukup mahal.

Pemakaian glass liquid dengan cara menyemprotkan pada asbes, akan terbentuk lapisan kaca dan menutupi lapisan serabut asbes sehingga serabut asbes mengeras (10 jam berikutnya akan menjadi keras secara sempurna). Hal ini menyebabkan serabut-serabut asbes tidak terbang di udara bebas. Cara ini sangatlah mudah dan hanya tidak memerlukan biaya mahal. Selain itu asbes yang yang sudah mengeras ini bisa diolah lebih lanjut menjadi bahan yang tahan api mencapai suhu 1200 derajat celcius.

Walaupun cara ini belum dijadikan cara resmi pemerintah Jepang dalam penanganan asbes, bukan tidak mungkin cara ini akan menjadi cara resmi mengingat begitu banyak manfaat dan keuntungan yang diberikan oleh glass liquid ini.

Penemuan glass liquid ini memberikan dampak besar dalam industri kontruksi karena mampu meningkatkan kualitas konkrit dan membuat bangunan yang terbuat dari kayu menjadi tidak mudah terbakar. Apabila diterapkan di industri konstruksi Indonesia akan membawa dampak positif, bangunan menjadi kuat, jalan tidak mudah rusak, dan pada akhirnya diharapkan dapat menghemat anggaran negara dalam pembangunan sarana transportasi publik.

Batere Dari Bahan Nuklir

Para pengguna alat listrik dan elektronik tentunya sering berharap seandainya baterai atau sumber energi piranti listriknya bisa bertahan lebih lama. Beberapa ilmuwan di Universitas Rochester sedang mengembangkan sumber energi yang bisa bertahan selama beberapa dekade.

Tentunya pengguna laptop atau telpon seluler tidak harus memerlukan waktu yang selama itu, namun sumber energi yang seperti itu akan sangat berguna dalam beberapa kondisi ekstrem, misalnya untuk instalasi beberapa piranti listrik tertentu di luar angkasa atau di kedalaman laut.

Teknologi utama yang digunakan adalah beta voltaics, yaitu menggunakan sel silikon untuk mengangkap elektron dari gas radioaktif (mirip seperti sel surya yang menangkap foton). Ketika elektron menumbuk sepasang lapisan yang disebut p-n junction, maka arus listrik akan dihasilkan. Untuk meningkatkan efisiensi, digunakan permukaan yang lebih luas, dan juga bentuk permukaan yang tidak datar, tetapi berbentuk mirip seperti sumur.

Karena elektron yang dihasilkan dari peluruhan radioaktif arahnya acak, maka dengan menggunakan material berbentuk seperti sumur, jumlah elektron yang ditangkap meningkat drastis dibandingkan dengan hanya menggunakan material berbentuk permukaan datar.

Ilusi Mata

Sebagai salah satu indera utama makhluk hidup, mata bisa dibilang sebagai yang terpenting. Hampir semua informasi baik yang dibutuhkan oleh makhluk hidup datang melalui mata. Berikut ini ada permainan ilusi untuk mata anda yang bisa membuktikan hal tersebut.

Walaupun begitu, mata juga bisa menjadi titik paling lemah karena paling rentan terhadap serangan dari luar. Selain itu, mata juga bisa membuat orang mudah tertipu. Coba saja lihat gambar di bawah ini dari dekat, kemudian jauhkan diri anda dari gambar tersebut. Apa yang anda lihat?

Irama Manusia

Jam biologis pada manusia hampir tak kentara, tetapi tak dapat disangkal bahwa terdapat sejumlah irama yang jelas menyerupai kerja sebuah jam. Nadi umumnya berdenyut 75 kali permenit. Paru-paru diisi udara dalam selang waktu yang teratur, bahkan otak berpikir dengan lebih jelas pada waktu-waktu tertentu seharinya.

Banyak irama dalam tubuh manusia yang agaknya bekerja menurut daur 24 jam yang merupakan daur utama dalam alam. Manusia memerlukan jangka waktu yang teratur unuk beristirahat, biasnaya pada malam hari. Bahkan pada waktu ia tidurpun, getaran listrik dalam otaknya mempunyai irama sendiri yang khas.

Daur yang lebih panjang juga tampak pada manusia. Daur datang bulan pada wanita barangkali merupkana peninggalan jadwal bulanan pada banyak binatang laut. Kelipatan daur bulanan dapat ditemukan pada jangka hidup rata-rata sel darah merah yang lamanya 120 hari.

Bagaimana pun juga teraturnya setiap irama tubuh, semua harus bekerjabersama-sama, jika daur ini bergeser, seperti yang terjadi pada pekerja pabrik yang berganti giliran kerja dari siang menjadi malam, akan timbul ketegangan yang kadang-kadang dapat menyebabkan orang mudah menjadi marah serta khilaf dalam mengambil keputusan.

Berikut adalah irama biologis terpenting di dalam tubuh:

1. Daur tidur-jaga yang dikendalikan otak adalah irama biologis manusia yang mempengaruhi pengetauran waktu pada banyak kegiatan tubuh lainnya.

2. Suhu tubuh yang diatur hipotalamus berubah-ubah tiap hari. Suhunya secara teratur mencapai minimun pada waktu tidur (pukul 1 dan 7 pagi).

3. Pemakaian oksigen meningkat selama jam-jam sibuk yang normal, baik sewaktu ada kegiatan maupun tidak.

4. Sekresi kelenjar adrenal berkurang selama jam tidur, tetapi bertambah sebelum bangun untuk mempersiapkan kegiatan siang harinya.

5. Ekskresi ginjal berupa bahan buangan seperti potasium dan sodium mencapai puncaknya pada tengah hari.

6. Reproduksi tergantung pada produksi berkala sel-sel telur oleh indung telur, menurut daur sekitar 28 hari. Kehamilan biasanya berlangsung selama 270 hari, sejak pembuahan sampai kelahiran.

7. Jumlah darah pun mempunyai irama: jumlah sel darah merah dan putih tiap hari mencapai minimum waktu pagi.

8. Pembelahan sel yang berlangsung di seluruh tubuh paling banyak terjadi pada akhir senja.