Perbezaaan Antara Biofluorescence, Bioluminescence dan Biophosphorescence

Cahaya yang dihasilkan oleh kala jengking melalui bahan flourescent.

Seperti yang dipaparkan di dalam artikel mengenai GloFish sebelum ini ada menyentuh serba sedikit mengenai biofluorescence. Biofluorescence sememangnya wujud secara semulajadi di dalam alam hidupan mahupun alam benda (iaitu dimiliki juga oleh bahan mineral). Kehadiran bahan ini memberikan keupayaan memantulkan cahaya yang kelihatan amat menarik dan mungkin ia juga memainkan peranan yang lebih penting yang tidak kita ketahui.

Kali ini kita akan melihat perbezaan di antara beberapa ciri bahan bercahaya di dalam alam semulajadi iaitu biofluorescence, bioluminesence dan juga biophosphorescence di mana ketiga-tiga ciri ini membolehkan alam memiliki cahaya sendiri untuk pelbagai tujuan seperti pencahayaan, pengenalan (komunikasi), menarik perhatian mangsa ataupun pasangan. Mungkin kesan pencahayaan ini dapat dilihat dengan lebih jelas seperti di dalam filem Avatar oleh James Cameron suatu ketika dahulu.

Minerals juga mengandungi bahan fluorescent dan memantulkan cahaya UV.

Biofluorescence

Cahaya biofluorescence adalah disebabkan oleh penyerapan gelombang elektromagnet pada jarak tertentu daripada cahaya nampak oleh ‘fluorescent proteins’ seperti ‘green fluorescent protein’ (GFP) pada obor-obor, dan kemudiannya dipancarkan semula pada tenaga yang lebih rendah. Ini juga menyebabkan cahaya yang dipantulkan berbeza daripada cahaya yang diserap. Cahaya dipantulkan bagi mengimbangi tenaga yang diserap daripada cahaya yang diserap pada mulanya tadi. Namun begitu bagi cahaya biofluoresence ini hanya boleh dilihat apabila terdapat sumber cahaya untuk dipantulkan - oleh sebab itu cahaya UV kebiasaannya digunakan bagi menyerlahkan objek-objek yang mempunyai biofluoresent.

Cahaya yang dihasilkan oleh api-api (firefly) adalah secara bioluminescence.

Pyrosome juga mempunyai cahaya bioluminescence.

Bioluminescence

Bioluminescence pula jauh berbeza kerana ia dihasilkan melalui tindakan kimia di dalam organisma tersebut dan digunakan oleh banyak hidupan daripada serangga, cacing, kulat, bakteria, alga dan kebanyakan hidupan laut. Bioluminescene mempunyai fungsi yang luas dan manusia cuba sedaya upaya untuk menggunakan keunikan ini untuk pelbagai kegunaan. Banyak usaha dilakukan untuk mejadikan teknologi ini boleh digunakan di dalam aplikasi harian.

University of Wisconsin-Madison adalah antara yang berusaha menghasilkan bioluminiscence menggunakan bakteria E. coli yang diubahsuai. Manakala kumpulan lain pula adalah iGEM dari Cambrige (England) turut berusaha mengenalpasti kaedah yang sesuai untuk menghasilkan cahaya melalui kaedah ini, iaitu dengan mengekalkan bekalan luciferin yang digunakan semasa tidakbalas penghasilan cahaya. Pada tahun 2016 juga sebuah syarikat dari Perancis, Glowee mula memasarkan lampu bioluminescent bagi menerangi papan tanda kedai-kedai; kerana kerajaan Perancis melarang kedai dan pejabat yang menyalakan lampu di antara jam 1 hingga 7 pagi bagi tujuan penjimatan tenaga. Glowee juga menggunakan bacteria yang dipanggil Aliivibrio fischeri yang menghasilkan cahaya di dalam gelap namun hanya bertahan untuk 3 hari sahaja.

Strontium Aluminate (kanan) memantulkan cahaya di dalam gelap.

Phosphorescence membolehkan permainan "glow in the dark" dicipta.

Biophosphorescence

Biophosphorescence adalah sama seperti biofluorescence yang memerlukan cahaya untuk mengaktifkan tindakan pantulan cahaya. Apa yang berbeza adalah kestabilan elektron yang diaktifkan membolehkan cahaya terus dipantulkan walaupun setelah sumber cahaya asal dipadamkan dan ini menghasilkan kesan “glow-in-the-dark”. Tidak seperti cahaya bioluminescence, bahan ‘phosphorescent’ lebih terdapat pada bahan mineral namun ia banyak digunakan seperti pada permainan “glow-in-the-dark”, cat dan juga jejari jam. Ia mampu memantulkan cahaya lebih lama adalah kerana ia tidak memantulkan kesemua cahaya dalam satu masa sebaliknya secara perlahan-lahan.

Keunikan cahaya semulajadi dari alam ini sekiranya dapat dimanfaatkan dengan baik akan dapat mengurangkan penggunaan tenaga dan juga mengurangkan pencemaran. Malah mungkin juga banyak lagi kegunaan lain yang akan terus dihasilkan. Maka dengan itu semoga kita akan terus berusaha dan memerhatikan pelbagai perkara lagi yang mungkin akan membawa kebaikan kepada semua.

Bagaimana Berlian Dipotong?

Berlian, bahan terpaling keras yang sentiasa menjadi buruan.

Berlian merupakan salah satu barang yang beharga menjadi buruan setiap orang bukan bagi wanita sahaja. Oleh kerana ia lebih dikenali sebagai barang untuk perhiasan ramai yang menyangka berlian hanya digunakan untuk membuat barangan perhiasan berbanding kegunaan lainnya. Semenjak sekian lama berlian digunakan untuk pelbagai kegunaan terutamanya melibatkan kerja-kerja kejuruteraan apabila sesuatu bahan yang keras diperlukan.

Proses pembentukan berlian memakan masa ribuan atau mungkin jutaan tahun di dalam perut bumi melalui proses semulajadi dengan haba dan tekanan yang tinggi. Walaupun secara dasarnya berlian adalah merupakan bahan yang terbentuk hanya daripada karbon – iaitu salah satu bahan yang terkandung di dalam hampir kesemua benda di permukaan bumi. Malah badan kita sendiri terdiri daripada 18.5% karbon.

Karbon memerlukan pemanasan sehingga 1,100 Celcius (2,000 Fahrenheit) untuk membentuk berlian. Suhu yang melebihi takat ini juga adalah terlalu panas untuk berlian terbentuk. Pembentukan berlian yang memakan masa berkurun-kurun lamanya dan kebanyakan berlian yang ditemui di permukaan bumi telahpun berusia jutaan atau berbillion tahun lamanya.

Penukaran Batu Menjadi Permata

Rupa asal berlian sebelum dipotong dan digilap.

Kegemerlapan berlian bukanlah sekadar bergantung kepada kualiti berlian tersebut. Malah antara faktor lain yang benyak mempengaruhi kecantikan berlian adalah pemotongan batu permata tersebut. Teknik permotongan berlian turut menjadi antara perkara penting dalam menentukan berlian dapat ditukar menjadi batu permata yang bernilai tinggi. Sejak sekian lama teknik pemotongan berlian terus diperbaiki oleh pakar-pakar pemotongan batu permata dalam meningkatkan lagi kualiti perhiasan batu permata tersebut.

Pemotongan berlian dan pantulan cahaya.

Selain itu juga kualiti sesuatu berlian mempunyai unit ukuran tersendiri atau lebih dikenali sebagai 4C iaitu carat, clarity, color dan cut (karat – berat, kejernihan, warna dan pemotongan). Maka dengan itulah kaedah pemotongan berlian menjadi amat penting di mana ia berupaya untuk menambahkan lagi gemerlapan batu tersebut dengan memancarkan cahaya yang maksima kepada pemerhati.

Dengan perkembangan teknologi teknik pemotongan berlian dapat dikenalpasti dengan lebih tepat. Selain itu juga pemotongan perlu dilakukan dengan hati-hati bagi memaksimumkan berat batu berlian tersebut. Apa yang menimbulkan persoalan saya adalah, apakah yang digunakan untuk memotong bahan yang paling keras ini?

Beberapa jenis potongan yang popular.

Secara umumnya terdapat dua proses pemotongan berlian iaitu pemotongan secara kasar (proses pemotongan berlian kepada ketulan-ketulan yang lebih kecil). Manakala proses yang kedua adalah proses pemotongan membentuk berlian tersebut kepada batu perhiasan.

Proses yang pertama dilakukan dengan memecahkan batu berlian pada titik kelemahan batu berlian tersebut. Ini adalah proses yang sama digunakan untuk memecahkan batu-batu kepada ketulan-ketulan yang lebih kecil. Pemotongan seterusnya adalah proses penggilapan, yang akhirnya turut mengurangkan saiz batu permata ini. Ia merupakan satu proses yang panjang dan memerlukan kemahiran dalam mendapatkan bentuk potongan yang sesuai.

Pemotongan yang cantik memerlukan kemahiran dan ketelitian.

Sejak ratusan tahun dahulu, proses pemotongan batu berlian ini dilakukan dengan menggunakan pemotong berlian. Apa yang menarik, ia juga menggunakan sebuk berlian (diamond dust). Proses menggilap perlu dilakukan dengan memastikan pisau pemotong tersebut sentiasa dibasahi dengan minyak zaitun (bagi mengelakkan ia menjadi panas dan rosak).

Selain itu juga alat pemotong yang menggunakan ‘diamond dust’ ini juga turut digunakan untuk dalam industri untuk pemotongan bahan keras seperti logam, asphalt, simen dan lain-lain bagi mempercepatkan proses pemotongan. Malah di dalam industri semiconductor juga ia turut digunakan sebagai bahan pemotong.

Bahan Terpaling Keras

Skala Mohs digunakan untuk mengukur kekerasan sesuatu bahan terutamanya mineral. Nama tersebut adalah bersempena nama seorang saintis mineral German, Friedrich Mohs. Skala tersebut adalah dibaca seperti berikut mengikut turutan dari lebut ke keras.

1. Talkum – mudah dihancurkan dengan menggunakan kuku.
2. Gypsum – dihancurkan dengan cakaran kuku.
3. Calcite – boleh dicalarkan dengan kepingan koin tembaga.
4. Flourite – tidak calar dengan koin tembaga, dan tidak mencalarkan kaca.
5. Apatite – mencalarkan kaca, manakala boleh dicalarkan oleh pisau.
6. Orthoclase – mencalarkan kaca dengan mudah, dan hanya boleh dicalarkan dengan kikir.
7. Quartz (amethyst, citrine, tigereye, aventurine) – tidak boleh dicalarkan dengan kikir.
8. Topaz – hanya boleh dicalarkan oleh corundum dan berlian.
9. Corundum (sapphire dan ruby) – hanya boleh dicalarkan oleh berlian.
10. Berlian – hanya boleh dicalarkan oleh berlian yang lain.

Menggunakan skala ini tiada bahan asli di bumi yang mampu mencalarkan berlian. Bagaimanapun baru-baru ini terdapat terdapat bahan yang dihasilkan secara sintetik untuk menghasilkan bahan yang melebihi kekerasan berlian. Jadi bahan ini digunakan untuk tujuan industri bagi tujuan pemotongan seperti juga berlian di mana ia boleh dihasilkan dengan harga yang jauh lebih murah.

Maka dengan ini dapatlah kita mengetahui dengan lebih lanjut keistimewaan dan cerita disebalik berlian yang amar berharga. Disamping proses pembentukannya yang amat kompleks juga penggunaannya yang pelbagai – sememangnya ia amat berharga. Namun begitu manusia sentiasa mencari jalan untuk menyelesaikan masalah mereka dan mencipta bahan yang dapat memberikan manfaat sama seperti berlian. Menarik kan!..