Pelatihan Mengolah Batu Mulia Indonesia menjadi Bernilai Ekonomi dan Seni yang Elegan

Indonesia mempunyai potensi sumber daya alam yang melimpah ruah dan sangat menakjubkan. Banyak hasil tambang mulai dari minyak bumi sampai kerikil bahan bangunan dapat ditemukan dari berbagai tempat di Zamrud Khatulistiwa ini.
Pulau-pulau Indonesia terbentuk dari tiga lempeng benua sehingga kaya akan ragam jenis sumber daya alamnya, termasuk dengan kekayaan ragam batu mulia dan fosil kayu. Namun, sumber daya alam tersebut belum diolah dan dimanfaatkan dengan maksimal. Oleh karena itu, pelatihan pengolahan batu mulia sangat penting untuk meningkatkan nilai tambah dari batu mulia dan fosil kayu yang selama ini diekspor ke luar negeri dalam bentuk bahan mentah yang murah menjadi barang antik yang bernilai ekonomi dan seni yang tinggi.petaGambar.1 Ilustrasi tiga lempeng tektonik yang melingkupi pulau-pulau di Indonesia

Maksud dari kegiatan pelatihan ini adalah setelah mengikuti pelatihan, peserta diharapkan bisa memanfaatkan potensi dan mengolah batu mulia di Indonesia. Adapun tujuan khusus pelatihan ini adalah agar peserta diklat mampu mengenal potensi dan prospek batu mulia, memahami proses dan pengolahan batu mulia, dan mengenal jenis geologi batu mulia.

Kegiatan “ Pelatihan Pengolahan Batu Mulia” ini terdiri dari empat sesi yaitu:
1. Acara Pembukaan dan Penyampaian Materi di Kelas
Hari pertama kegiatan ini adalah pembukaan dan penyampaian materi dasar mengenai batuan mulia. Materi mencakup dari proses geologi pembentukan batuan mulia, jenis-jenis batu mulia, pengenalan alat pengolahan batuan mulia dan ditutup dengan materi mengenai tahapan pengerjaan pengolahannya.

gambar 2Gambar. 2 Beragam contoh batuan mulia baik asli maupun buatan yang dibawa ke kelas oleh Pemateri, Ir. Sujatmiko, Dipl. Ing.

Ir. Sujatmiko, Dipl. Ing., membawa beragam jenis olahan batuan mulia baik yang asli maupun yang palsu untuk dijadikan model dalam proses penyampaian materi kepada seluruh peserta diklat. Sehingga para peserta diklat bisa langsung menangkap dan menyerap materi yang disampaikan di kelas.

Kemudian ditunjukkan pula batuan yang belum diolah, yang awalnya kelihatan biasa saja, bahkan cenderung kurang menarik dan permukaannya kasar tetapi setelah di poles menjadi karya yang luar biasa cantiknya. Penyampaian materi pada sesi pertama ditutup dengan rasa penasaran seluruh peserta diklat, sehingga tidak sabar menunggu sesi berikutnya, yaitu langsung ke workshop Ir. Sujatmiko, Dipl. Ing., dengan melakukan praktik langsung mengolah kerajinan batuan.

2. Orientasi dan Workshop Proses Pengolahan Batu Mulia

Kegiatan orientasi dan workshop ini dilaksakan di Pasir Luhur, Padasuka, yang langsung dibimbing oleh Ir. Sujatmiko, Dipl. Ing., yang merupakan owner dari GEM – AFIA GROUP. Seluruh peserta diberikan penjelasan dan diajak keliling untuk melihat berbagai koleksi jenis dan asal batuan yang dimiliki oleh GEM – AFIA GROUP. Kemudian ditunjukkan pula peralatan – peralatan yang digunakan untuk mengolah batu mulia menjadi barang berharga yang cantik, antik dan unik.

gambar 3Gambar. 3 Foto beragam batuan mentah yang siap diolah untuk dijadikan kerajinan batu (atas). Batuan yang telah dipotong-potong menjadi kepingan(bawah).

Selanjutnya, seluruh peserta diklat dibagi menjadi tiga kelompok kecil dan mulai praktik membuat liontin, cincin, dasi koboy dan souvenir untuk sertifikat. Tahapan awal adalah memilih batuan yang akan diolah. Batuan yang awalnya masih berupa bongkahan di potong-potong menjadi kepingan dengan ketebalan yang sesuai dengan kebutuhan. Setelah dipotong biasanya akan lebih terlihat motif dari batuan tersebut. Pilih yang paling menarik agar hasil akhir yang di dapat juga cantik.

Setelah di potong, tahapan selanjutnya adalah merapikan dan menghaluskan sisi batuan dengan gerinda. Selain merapikan, tahapan ini juga berguna untuk mengeluarkan motif batuan yang sesungguhnya dengan mengupas lapisan luar batuan. Pada awalnya semua peserta dibimbing oleh para instruktur yang berpengalaman dalam menggunakan mesin – mesin peralatan yang digunakan untuk mengolah batu mulia. Setelah itu, peserta langsung bisa mengoperasikan sendiri.

gambar 4Gambar. 4 Foto proses teknik memotong bahan baku batu mulia dan menghaluskan batu mulia.

Setelah batu mulia digerinda, masuk ke tahap pengamplasan. Tahapan ini berguna untuk menghaluskan tekstur batuan agar mengkilat. Ada beberapa putaran amplas dengan tingkatan yang berbeda. Dari kasar hingga halus. Semakin halus kita mengamplas, maka hasilnya akan semakin mengkilat. Para instruktur dengan penuh kesabaran mengajarkan cara mengamplas yang baik dan benar, serta menunjukan bagian mana yang masih kasar dan perlu diamplas, dan pengarahan-pengarahan lainnya yang berkaitan dengan proses pengolahan batu mulia.

gambar 5Gambar. 5 Foto proses teknik mengamplas batu mulia dari amplas yang kasar sampai amplas yang paling halus.

Setelah tahapan amplas selesai maka tahapan yang terakhir dalam rangkaian proses pengolahan batu mulia, yaitu poles. Tahapan ini melapisi batuan dengan cairan tertentu kemudian digosok sehingga permukaan lebih mengkilat biasanya menggunakan cairan alumina atau batu hijau.

gambar 6Gambar. 6 Foto proses pemolesan batu mulia.

Untuk selanjutnya dapat dikreasikan menjadi bermacam-macam kerajinan, seperti: cincin, liontin, gantungan kunci, plakat, sertifikat, dan sebagainya. Ternyata dengan pengolahan yang sangat sederhana dan semua orang pasti bisa melakukannya, batuan mulia yang pada awalnya kurang menarik setelah diolah menjadi batu mulia yang cantik dan elegan sehingga bisa meningkatkan nilai jual dari batuan itu sendiri. Jika dijual kiloan, bahan mentah batuan tersebut mungkin cuma Rp.1000 – Rp.3000 (seperti: batu onyx, jasper, gipsum, dan sebagainya).

Dengan pengolahan secara sederhana, mungkin 100gr bagian dari batuan tersebut bisa diolah menjadi aneka kerajinan yang memiliki nilai jual berkali-kali lipat dari harga awal. Sudah saatnya Indonesia berhenti menjual kekayaan alamnya dalam bentuk bahan mentah yang harganya murah. Sumber daya manusia yang melimpah harus dimanfaatkan untuk mengoptimalkan kekayaan negara ini. Untuk itu, pelatihan seperti ini harusnya disosialisasikan ke masyakarat luas dan adanya support dari pemerintah untuk para perajin batuan.

3. Orientasi Pengolahan Fosil Kayu
Kegiatan orientasi fosil kayu ini dilaksakan di Cisolok, Sukabumi, yang langsung dibimbing oleh Pak Iman, pengrajin fosil kayu. Seluruh peserta diberikan penjelasan dan diajak keliling untuk melihat berbagai koleksi dan asal dari fosil kayu yang berhasil dikoleksi Pak Iman. Kemudian ditunjukkan pula peralatan – peralatan yang digunakan untuk mengolah fosil kayu menjadi barang berharga yang antik dan unik.

gambar 7Gambar. 7 Foto salah seorang pengrajin yang sedang mengamplas fosil kayu.

4. Seminar dan Penutup
Pada sesi terakhir dari kegiatan pelatihan ini, peserta diharuskan membuat laporan dan mempresentasikannya di depan peserta yang lain dan panitia serta dibuka sesi tanya jawab. Setelah itu acara penutup dan foto bersama.

gambar 8Gambar. 8 Foto presentasi dalam kegiatan Pelatihan Pengolahan Batu Mulia di Cisolok, Sukabumi.

gambar 9Gambar.9 Foto produk batu mulia setelah diolah

gambar 10Gambar.10 Foto berbagai produk fosil kayu setelah diolah

Bagaimana Prinsip Cream Pemutih?

Oleh

Prof. Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah
Lotion sunscreen maupun cream pemutih mengandung partikel sejenis, yaitu material semikonduktor dengan lebar celah pita energi minimal 3 eV. Contohnya ZnO dengan lebar celah pita energy 3,1 eV dan TiO2 dengan lebar celah sekitar 3,2 eV. Penggunaan material ini dimaksudkan agar menyerap komponen ultraviolet dari cahaya yang jatuh ke kulit sehingga kulit terhindar dari radiasi ultraviolet. Lebar celah pita energi di atas berkaitan dengan panjang gelombang sekitar 400 nm. Jadi ZnO dan TiO2 menyerap cahaya dengan panjang gelombang kurang dari 400 nm.

Apa beda partikel dalam lotion sunscreen dan cream pemutih? Bendanya adalah dalam ukuran partikel. Di samping menyerap ultraviolet, partikel tersebut juga menghamburkan cahaya. Warna yang kita amati adalah warna cahaya yang dihamburkan partikel tersebut. Panjang gelombang cahaya yang dihamburkan partikel secara efektif sangat bergantung pada ukuran partikel. Secara sederhana, partikel menghamburkan cahaya paling efektif jika panjang gelombang cahaya kira-kira sama dengan diameter partikel (persamaan hamburan Mie).

Jika menggunakan partikel dengan diameter sekitar 100 nm atau lebih kecil (nanopartikel) maka cahaya yang dihambur memiliki pangang gelombang kurang dari 100 nm. Namun di atas sudah dijelaskankan bahwa ZnO dan TiO2 akan menyerap cahaya dengan panjang gelombang kurang dari 400 nm. Dengan demikian tidak ada cahaya yang dihamburkan. Cahaya yang akan dihamburkan sudah terlebih dahulu diserap oleh partikel. Karena tidak ada cahaya yang dihambur maka penggunaan partikel ini pada lotion hanya menyerap UV (lotion sunscreen).

Jika diameter partikel kira-kira sama dengan paanjang gelombang cahaya putih (400 – 600 nm) maka partikel ini menyerap UV sekaligus menghamburkan cahaya putih. Penghamburan cahaya putih menghasilkan efek warna putih pada mata. Oleh karena itu, partikel dalam ukuran ini (submirometer) digunakan pada cream pemutih. Menyerap spectrum UV sekaligus memberi kesan putih di kulit.

Jadi nanopartikel TiO2 dan ZnO digunakan pada lotion sunscreen yang tidak menghasilkan efek pemutih.

Jadi submicron partikel TiO2 dan ZnO digunakan pada cream pemutih.

pemutih

Efek Sepatu/Sandal High Heels?

Oleh

Prof.Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah

Saya coba gunakan fisika sederhana, yaitu konsep keseimbangan gaya dan keseimbangan rotasi untuk menghitung gaya yang dialami persambungan tulang jika seseorang mengenakan high heels. Didapat bahwa persambungan tulang kaki mendapat gaya sekitar 9 kali lebi besar apabila seseorang mengenakan high heels dengan ketinggian 10 cm dibandingkan dengan menggunakan sandal/sepatu rata. Akibatnya tulang kaki akan terasa lebih sakit dan cepat cape (begitu menurut pengguna high heels yang saya tonton di TV)
sepatu

 

Mengapa di Puncak Gunung Ada Salju Padahal Lebih Dekat ke Matahari?

Oleh

Prof.Dr.Eng. Mikrajuddin Badullah

Jarak Bumi-Matahari 150 juta km. Andaikan kita bergerak dari permukaan laut hingga pada ketinggian puluhan kilometer maka energi matahari per satuan luas yang kita terima hampir tetap (karena jarak puluhan km dapat diabaikan dari jarak 150 juta km). Apabila badan kita hanya menerima energi radiasi matahari maka suhu badan kita selama naik beberapa puluh kilometer hampir tidak berubah.

Mangapa makin tinggi dari permukaan laut suhu makin rendah sehingga di puncak gunung tinggi ditemukan salju?

Suhu atmosfer tidak ditentukan oleh radiasi langsung matahari. Suhu atmosfer ditentukan oleh berbagai proses termodinamika di permukaan bumi dan di atmosfer. Permukaan bumi dan atmosfer mendapat radiasi matahari terus menerus. Sebagian radisi tersebut diserap, sebagian dilepas kembali ke luar angkasa, sebagian untuk mengubah atom/molekul di atmosfer, sebagian untuk menginduksi reaksi kimia di atmosfer maupun di permukaan bumi.

Kemudian, kerapatan maupun tekanan udara di atmosfer berbeda pada ketinggian yang berbeda. Di lapisan atmosfer yang berbeda terjadi proses fisika maupun kimia yang berbeda pula. Gabungan semua proses tersebut yang pada akhirnya menentukan suhu atmosfer seperti sekarang ini.

Ternyata makin tinggi dari permukaan laut suhu atmosfer tidak turun terus menerus. Mula-mula turun hingga ketinggian sekitar 12 km, lalu naik kembali pada sampai ketinggian 50 km, kemudian kembali turun. Profil suhu seperti ini adaah hasil proses fisika dan kimia yang kompleks.

gunung

Flash Memory

Oleh

Prof. Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah

Memory adalah divais yang dapat menyimpan besaran fisika dalam waktu yang cukup lama dan keberadaan sifat tersebut dapat dideteksi. Untuk menyimpan informasi digital, cukup dua besaran fisika yang disimpan. Satu besaran merepresentasikan bilangan biner 0 dan satu besaran untuk merepresentasikan bilangan biner 1. Salah satu memori yang sangat terkenal saat ini adalah memory gerbang mengambang (floating gate memory). Memori ini yang ada di dalam USB flash memory, memory hp, kamera, video, SD card, dan sebagainya. Ukuran yang sangat kecil dapat menyimpan dana sangat besar.

Memory ini bisa diwujudkan berkat perkembangan teori kuantum, khususnya fenomena penerobosan (tunneling).

Gambar (1) adalah struktur floating gate memory (FGM). Terdiri dari susbstrat (channel), drain, source, control gate, dan floating gate. Floating gate dikelilingi oleh bahan isolator (oksida) sehingga tidak terhubung secara listrik dengan substrat maupun control gate.

Gambar (2). Keadaan memory, apakah menyimpan bit 0 atau bit 1 ditentukan oleh ada atau tidak adanya elektron pada floating gate. Jika floating gate menyimpan elektron (bermuatan negatif) maka memori menyimpan bit 0 dan jika floating gate tidak menyimpang elektron (netral) maka memori menyimpan bit 1.

Gambar (3). Bagaimana menyimpan bit 0 pada floating gate (mengisi elektron pada floating gate)? Control gate diberi tegangan yang lebih positif daripada drain atau source. Akibatnya timbul medan listrik yang cukup besar yang mengarah dari control gate ke substrat. Karena elektron bermuatan negatif maka elektron ditarik dalam arah berlawanan medan listrik. Akibatnya elektron dari substrate mengalir ke arah floating gate sehingga floating gate tersisi elektron. Jika tegangan dihentikan maka elektron akan terperangkap dalam floating gate dalam waktu yang sangat lama (bisa sampai 10 tahun). Jadi bit 0 tersimpan aman di dalam memory.

Gambar (4). Bagaimana menyimpan bit 1? Control gate diberi tegangan lebih negatif dibandingkan dengan tegangan drain dan source. Akibatnya elektron yang berada di dalam floating gate terdorong ke arah susbtrat dan floating gate menjadi kosong (kembali netral). Inilah bit 1.

Gambar (5). Bagaimana membaca data yang tersimpan? Jika ada muatan pada floating gate (kondisi bit nol) maka muatan ini menghasilkan medan listrik di substrat di bawahnya. Sebaliknya, jika floating gate netral (kondisi bit 1) maka tidak dihasilkan medan listrik di bawahnya. Ada dan tidak ada medan listrik di substrat mempengaruhi gerak elektron dalam susbstrat. Adanya medan listrik di substrat menyebabkan elektron mengalir lebih mudah daripada tanpa medan listrik.

Dengan perkataan lain, kondisi bit 0 dan dan bit 1 menyebabkan konduktivitas listrik yang berda pada substrat. Untuk mangasilkan arus listrik yang sama pada substrat maka kondisi bit 0 (ada medan lsitrik) memerlukan tegangan listrik antara control gate dan source yang lebih kecil daripada kondisi bit 1. Berdasarkan beda tegangan listrik untuk menghasilkan arus yang sama inilah dapat disimpulkan apakah yang tersimpan adalah bit 0 atau bit 1.

Flash memory

TV Plasma

Oleh

Prof. Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah

Sudah dijelaskan tentang prinsip kerja layar LCD dan LED secara sederhana. Saat ini salah satu TV yang cukup banyak digunakan adalah TV plasma. Saya akan jelaskan secara sedehana prinsip kerja layar plasma. Semoga ada yang tertarik membaca, hehe.

Prinsip kerja layar plasma mirip dengan lampu hemat energi. Penghasil warna adalah material phosfor yang disinari ultraviolet. Pada lampu hemat energi material phosfor yang memancarkan warna merah, hijau, dan biru sudah dicapur dalam komposisi yang tepat dan ditempelkan (di-coating) di sisi dalam kaca lampu. Ultraviolet dihasilkan oleh air raksa yang dimasukkan ke dalam kaca lampu.

Layar plasma terdiri dari deretan lampu phosfor yang memancarkan warna merah, hijau, atau biru. Ukurannya sangat kecil. Satu lampu memancarkan satu warna saja. Sati pixel dinyatakan oleh tiga lampu berdekatan. Jadi warna suatu pixel merupakan kombinasi warna tiga lampu dengan intensitas yang sesuai. Sinar ultraviolet untuk memendarkan lampu bukan dari air raksa, melainkan dari plasma yang dibangkitkan dalam lampu.

Plasma adalah campuran partikel bermuatan listrik positif dan negatif yang bergerak bebas satu sama lain (tidak terikat seperti atom). Contoh plasma adalah atom-atom yang terionisasi pada suhu yang sangat tinggi. Pada suhu yang sangat tinggi, elektron lepas dari ion sehingga bergerak bebas. Namun demikian, muatan total plasma netral. Materi penyusun bintang-bintang adalah plasma. Pada suhu yang sangat tinggi (jutaan Kelvin) semua electron lepas dari inti sehingga elektron dan inti bergerak saling bebas tanpa kemampuan untuk saling berikatan.

Dalam TV plasma, plasma dibangkitkan dengan memberi medan listrik yang sangat besar pada atom gas yang diisi ke dalam lampu. Medan listrik tersebut melepas elektron terluar dari atom gas. Tumbukan antar ion yang dipercepat oleh medan litrik menghasilkan pendaran ultraviolet. Ultraviolet yang dihasilkan menumbuk partikel phosfor sehingga dihasilkan warna merah, hijau, atau biru.

Dari semua yang diuraikan di atas, terlihat betapa penting kemampuan membuat material phosfor. Bahan utama material ini adalah logam tanah jarang (rare earth metal). Kita sebenarnya memiliki banyak logam tanah jarang, tetapi diobral secara “bodoh” ke asing. “Sampah” dari hasil pengolahan emas, tembaga, bauksit, timah mengandung logam tanah jarang dalam jumlah yang signifikan. Itulah mengapa banyak perusahaan tambang asing kurang berminat mengolah tambang dalam negeri, karena kalau mereka mengolah di negara mereka, maka produk samping yang umumnya logam tanah jarang akan ikut diambil. Harga logam tanah jarang bisa puluhan kali harga emas.

tv plasma

Polarisasi Cahaya dan LCD

Oleh

Prof.Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah


LCD (liquid crystal display) adalah sejenis molekul yang dapat memengaruhi arah polarisasi cahaya. Arah polarisasi cahaya yang dihasilkan bergantung pada orientasi molekul tersebut. Dan orientasi molekul dapat diatur dengan memberikan medan listrik.

Jika cahaya terpolarisasi melewati molekul LCD yang berada dalam keadaan acak (tidak diberikan medan listrik) maka arah polarisasi cahaya memutar. Arah polarisasi cahaya bisa memutar 90o (menjadi tegak lurus dengan arah polarisasi cahaya datang) dengan mengatur ketebalan lapisan LCD. Sebaliknya, jika pada LCD diberikan medan listrik sehingga molekul berorientasi secara sempurna maka arah polarisasi cahaya tidak terpengaruh (sama dengan arah polarisasi cahaya datang).

Yang menarik adalah, jika LCD ditempatkan antara dua polarisator dengan arah orientasi tegak lurus. Cahaya yang masuk LCD memiliki polarisasi yang sama dengan arah sumbu polarisator pertama. Jika LCD tidak dikenai medan listrik maka arah oreintasi cahaya berputar 90o dan ketika keluar dari LCD dan masuk ke polarisator kedua, maka arah polarisasi cahaya persis sama dengan arah sumbu polarisator kedua. Akibatnya cahaya lolos di polarisator kedua.

Tetapi jika LCD dikenai medan listrik maka orientasi molekul menjadi terarah sehingga arah polarisasi cahaya tidak terpengrauh. Ketika cahaya masuk ke polarisator kedua, cahaya ditahan karena arah orientasinya tegak lurus sumbu polarisator kedua. Prinsip inilah yang digunakan pada pembuatan monitor LCD atau TV LCD.

Arah orientasi molekul LCD dapat diatur dengan menerapkan medan listrik yang berbeda. Dengan demikian arah polarisasi cahaya yang meninggalkan LCD dan masuk ke polarisator kedua juga dapat diatur. Intensitas cahaya yang dilewatkan polarisator kedua bergantung pada sudut antara arah polarisasi cahaya yang meninggalkan molekul LCD dan sumbu polarisator kedua. Dengan demikian, intensitas cahaya yang diloloskan polarisator kedua dapat diatur dengan mengatur kuat medan listrik. Ini berakibat, intensitas pixel di layar dapat diatur dengan menerapkan medan listrik yang berbeda.

Jika setelah polarisator kedua dipasang filter cahaya (merah, hijau, biru), maka cahaya yang lolos polarisator kedua akan menghasilkan warna sesuai dengan warna filter yang dipasang. Pada perancangan LCD, satu pixel dibentuk oleh tiga filter cahaya. Dengan mengatur intensitas cahaya yang mengenai masing-masing filter (mengatur kuat medan yang mengenai LCD) maka semua warna dapat diperoleh (kombinasi intensitas tiga warna dasar).

LCD