Jelaskan penerapan struktur jaringan tumbuhan pada pembuatan pelindung dan pengilap

Sabtu, 19 Juni 2021 ~ Oleh Admin ~ Dilihat 20577 Kali

Teknologi yang Terinspirasi oleh Struktur Tumbuhan

Pemahaman terhadap struktur organ dan jaringan yang ada pada tumbuhan dapat memberikan inspirasi terhadap penciptaan produk-produk elektronik yang bermanfaat bagi manusia dalah kehidupan sehari-hari. Dan berikut ini merupakan beberapa produk elektronik yang diciptakan untuk kepentingan manusia yang terinspirasi dari struktur organ, jaringan dan proses yang ada pada tumbuhan:

1. Panel Surya (Solar Cell)

Panel surya merupakan alat yang dapat mengubah sinar matahari menjadi energy listrik. Ketika cahaya matahari menabrak permukaan panel surya menyebabkan electron (partikel penyusun atom yang bermuatan negatif) pada panel surya bergerak melalui suatu konduktor dan menjadi arus listrik. Dan, mekanisme kerja panel surya dalam proses fotosintesis di daun ini terinspirasi oleh mekanisme dari proses fotosintesis yang terjadi pada daun tumbuhan.

Gb. . Reaksi pengubah energy cahaya menjadi energy kimia dalam proses fotosintesis di daun

Sumber: Dok. Kemendikbud

Gb. Panel surya dan komponen penyusunnya, mengubah energy cahaya menjadi listrik

Sumber: Dok. Kemendikbud

2. Lapisan Pelindung dan Pengilap

Gambar 12. Lapisan pelindung, (a) lapisan pelindung (kutikula) pada daun tumbuhan, (b) Perbandingan mobil sebelum dan sesudah dilapisi pelindung yang terbuat dari wax (lilin)

Sumber: Dok. Kemendikbud

Daun pada tanaman talas atau daun teratai sangat bersih dan tahan air. Hal ini dikarenakan pada penampang melintang dari kedua daun tersebut terdapat lapisan tebal yang disebut kutikula yang tersusun atas senyawa lipid berupa lilin (wax) dan polimer hidrokarbon yang disebut kutan. Kedua senyawa ini bersifat hidrofobik atau tidak suka air, sehingga jika air mengenai lapisan ini tidak akan membasahi daun. Lapisan lilin ini juga mampu mencegah menempelnya debu atau kotoran lain dan membuat daun tetap bersih. Ilmuwan juga telah mengadopsi mekanisme ini dan menerapkannya untuk membuat cat yang tidak mudah kotor, lapisan pengilap, dan lapisan anti air, misalnya pada semir sepatu, lapisan pengilap pada mobil atau perabot rumah tangga, dan lain sebagainya.

3. Sensor Cahaya

Beberapa lampu penerangan jalan ada yang dapat menyala sendiri ketika menjelang malam dan mati sendiri saat menjelang pagi tanpa harus dinyalakan dan dimatikan secara manual. Lampu penerangan jalan tersebut mampu menyala dan mati secara otomatis karena dilengkapi dengan sensor cahaya yang disebut fotoresistor atau lightdependent resistor (LDR) dan sakelar pengatur on dan off. Fotoresistor ini mampu mendeteksi ada dan tidak adanya cahaya di lingkungan sekitar. Fotoresistor ini merupakan resistor atau hambatan listrik yang dapat diubah nilai hambatannya melalui penyinaran cahaya. Hambatan listrik dari fotoresistor ini akan berkurang jika terkena cahaya, dengan kata lain jika terdapat cahaya alat ini mampu menghantarkan listrik. Saat menjelang pagi, sinar matahari akan mengenai fotoresistor yang menyebabkan listrik mengalir menuju sakelar. Dan, aktifnya sakelar ini malah akan mematikan aliran listrik utama, sehingga lampu penerangan jalan menjadi mati. Saat menjelang malam, aliran listrik tidak dapat mengalir melalui fotoresistor ini sehingga tidak ada aliran listrik yang mengalir menuju sakelar. Akibatnya sakelar berada dalam kondisi on sehingga lampu penerangan menyala.

Gb. Lampu jalanan dan sensor cahaya (light-dependent resistor)

Sumber: Dok. Kemendikbud

Gb. Kaktus di gurun dan stomata

Sumber: Dok. Kemendikbud

Mekanisme pada lampu penerangan tersebut juga terinspirasi oleh mekanisme yang terjadi pada tumbuhan yaitu pada tanaman kaktus. Tanaman kaktus hidup di daerah gurun yang kering. Tumbuhan kaktus memiliki stomata yang unik. Stomata kaktus akan membuka saat malam hari dan akan tertutup saat siang hari untuk mengurangi penguapan air. Proses membuka dan menutupnya stomata didukung oleh aktivitas sel penjaga stomata. Sel penjaga ini memiliki reseptor cahaya yang disebut fotoreseptor yang peka terhadap cahaya. Saat siang hari yang terik fotoreseptor pada sel penjaga akan menangkap cahaya dan menyebabkan air dalam sel penjaga dipompa keluar dengan bantuan ion-ion. Akibatnya sel penjaga akan mengecil dan lubang stomata tertutup. Saat malam hari, air dipompa lagi masuk ke dalam sel penjaga dengan bantuan ion-ion, sehingga sel penjaga menjadi lebih besar, akibatnya stomata menjadi terbuka.

4. Alat Pemurnian Air

Pada umumnya perairan yang ditumbuhi eceng gondok kondisi airnya jernih. Hal ini dikarenakan akar - akar eceng gondok berbentuk serabut - serabut yang banyak dan rapat mampu menyerap partikel-partikel yang terlarut dalam air sehingga air menjadi bersih. Bahkan zat-zat berbahaya seperti racun pun dapat diserap oleh eceng gondok. Pada membran sel akar terdapat lubang-lubang atau saluran kecil. Saluran ini terbentuk dari protein dan memiliki lubang dengan ukuran tertentu dan daya ikat tertentu pula. Salah satu salurannya bernama aquaporin. Aquaporin ini merupakan saluran (protein kanal) yang hanya dapat dilewati oleh air, sehingga partikel lain tidak dapat masuk lewat aquaporin. Mekanisme tersebut menginspirasi ilmuwan untuk mengembangkan teknologi penyaringan atau pemurnian air. Dengan teknologi ini air yang kotor dapat disaring, sehingga air hasil penyaringan benar-benar bersih dan aman untuk dikonsumsi.

Gb. (kiri) Ecen gondok dan jalur penyerapan air serta partikel lainnya, (kanan) Alat pemurni air

Sumber: Dok. Kemendikbud

Teknologi-mu - Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan lengkap dengan penjelasannya. Teknologi akan terus berkembang demi kemajuan dan kemudahan yang diinginkan umat manusi. Pendorong utama kemajuan atau perkembangan teknologi adalah keuntungan yang diperoleh dalam pemanfaatan teknologi itu sendiri atau keuntungan materi bagi peneliti. Dan dengan alasan yang sangat simple yaitu keingintahuan atau rasa penasaran, para peneliti akan terus mengembangkan teknologi agar bisa bermanfaat bagi segala aspek kehidupan manusia.

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan

Seperti penjelasan di atas para peneliti atau penemu mendapatkan ide atau konsep pengembangan teknologi dari rasa keingintahuan, namun alasan lain penemu menemukan ide atau konsep biasanya dari permasalahan yang timbul dari kehidupan manusia dimana permasalahan yang dipecahkan tersebut dapat menghasilkan keuntungan secara materi. Banyak penemu atau peneliti yang menemukan ide atau konsep yang mengadaptasi dari alam,tubuh manusia, tumbuhan dan hewan sebagai dasar pemikiran. Alam, tubuh manusia, tumbuhan dan hewan dengan struktur yang begitu teratur dan kompleks selalu bisa menginspirasi para peneliti untuk meniru dan menerapkannya dalam perkembangan teknologi.

Baca Juga : Sejarah Teknologi dan klasifikasinya

Nah untuk itu blog Teknologi-mu akan memberikan informasi beberapa teknologi yang terpengaruh dari struktur jaringan tumbuhan beserta gambarnya. Daftar contoh penerapan teknologi yang terinspirasi dari tumbuhan dapat diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Paving (kon-blok) yang terinspirasi dari sel parenkim

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - sel parenkim

Paving memiliki bentuk yang sama dengan parenkim. parenkim adalah sel yang berperan dalam fotosintesis daun, mengandung kloroplas dan membentuk jaringan klorenkim (pada mesofil daun, korteks batang, empulur). Bentuknya segi enam dan memiliki ruang antarsel ini yang menjadi inspirasi utama dalam menentukan pembuatan bentuk dan pemasangan paving. Paving digunakan untuk meratakan jalan dan menyerap air hujan, teknologi ini termasuk teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan.

2. Velcro atau Perekat terinspirasi dari duri tanaman

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - velcro

Velcro terdiri dari dua komponen: terdiri dari dua lembar Velcro (satu lembar yang bundar atau kotak dan satu lembar pengait) dijahit atau ditempelkan ke kain secara berlawanan. Komponen pertama memiliki pengait, sementara yang lainnya memiliki benang seperti lingkaran atau kotak. Ketika disatukan, benang bentuk lingkaran atau kotak akan mengait pada pengait dan dua bagian tersebut menempel sementara. Ketika dipisahkan, dengan cara ditarik atau memotong, Velcro akan menghasilkan suara sobekan yang khas. Teknologi ini juga terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan. Velcro atau perekat merupakan sebuah teknologi yang terinspirasi dari cara duri tanaman menempel pada bulu anjing. Velcro berfungsi untuk mengikat dua sisi kain, pertama kali diciptakan pada tahun 1948 oleh Insinyur Listrik bernama George de Mestral. Velcro ini dipatenkan oleh penemunya pada tahun 1955 dan dibuat secara praktikal sampai diperkenalkan secara komersial pada akhir tahun 1950-an. Pada tahun 1941, insinyur Swiss George de Mestral mengamati duri tersebut di bawah mikroskop dan melihat adanya ratusan kait kecil yang bisa menempel pada rambut atau pakaian. Dia mengembangkan bahan Velcro, dari kata Prancis “velours,” yang berarti beludru, dan “crochet,” yang berarti kait.

3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Abengoa terinspirasi dari struktur bunga matahari

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - PLTA Abengoa

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Abengoa diciptakan saat para peneliti MIT ( Massachusetts Institute of Technology ) terinspirasi dari salah satu struktur jaringan bunga tumbuhan yaitu Bunga Matahari. Keteraturan kelopak bunga matahari menginspirasi peneliti untuk mendesain Pembangkit Listrik Tenaga Surya yang dapat meminimalkan penggunaan lahan dan juga meningkatkan energi yang dihasilkan oleh PLTS tersebut. Penelitian MIT ( Massachusetts Institute of Technology ) mengenai PLTS ini diterbitkan dalam Jurnal Solar Energy, berfokus pada penempatan cermin yang terpasang di tanah yang diarahkan ke menara pusat. Sinar matahari yang dipantulkan oleh cermin tersebut terkonsentrasi pada menara yang akan membuat air mendidih atau juga cairan lainnya untuk menghasilkan uap, kemudian uap menjalankan turbin dan generator, dan menghasilkan energi listrik.

4. Pemurni udara Andrea terinspirasi dari tumbuhan

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - Pemurni udara

Andrea Air Purifier adalah sebuah contoh teknologi yang terinspirasi dari tumbuhan dan hasil kombinasi brilian antara manusia dengan tanaman yang dapat mempercepat kemampuan alami alam untuk membersihkan udara yang kotor dalam rangka untuk mendetoksifikasi suasana di dalam rumah. Alat yang luar biasa ini mampu membersihkan udara di rumah Anda lebih baik dibandingkan dengan tanaman biasa. Cara kerjanya cukup simpel, udara kotor yang mengandung bakteri atau virus akan masuk ke bagian atas kemudian tersaring ke bawah dan udara bersih akan keluar melalui kipas. Anda bisa memilih tanaman yang sesuai dengan kesukaan anda sehingga kelebihan Andrea Air Purifier tidak hanya sekedar sebagai penjernih udara tetapi sekaligus bisa mempercantik interior ruangan.

5. Biophotovoltaic Moss Table

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - biophotovoltaic

Biophotovoltaic Moss Table merupakan meja yang dapat membangkitkan listrik melalui proses fotosintesis. Biophotovoltaic Moss Table adalah karya inovatif yang menunjukkan potensi masa depan teknologi BioPhotoVoltaic (BPV). Inpirasi atau ide pengembangan teknologi ini dari jaringan fotosintesis tumbuhan. BPV moss table bekerja sebagai alat bio-elektrik yang mengubah energi kimia dalam fotosintesis menjadi energi listrik menggunakan material biologi seperti algae, cyanobacteria dan tumbuhan vascular. The moss table atau biophotovoltaic mampu menghasilkan listrik yang cukup untuk mengisi alat-alat listrik kecil seperti jam digital. Para peneliti memprekdisi masa depan konsep biophotovoltaic akan berkembang lebih besar dan akan mampu mengisi tenaga listrik alat yang lebih besar seperti lampu atau bahkan laptop

6. Charger tenaga surya Electree terinspirasi dari fotosintesa daun

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - charger tenaga surya

Terinspirasi dari pohon bonsai yang karakteristik daunnya nampak berkelompok, maka Electree mewakili bentuk tersebut dengan daun-daun sel surya yang bisa menyerap panas matahari. Charger tenaga surya Electree ini terisnpirasi dari bentuk tanaman hias yang populer yaitu bonsai. Charger tenaga surya Electree dirancang oleh Vivien Muller dan terinspirasi dari jaringan tumbuhan Terdapat 27 buah daun sel surya dengan bahan amorphous-silicon berkualitas tinggi. Masing-masing berbentuk persegi dengan lebar 3,7 inci atau sekitar 10 cm. Cabang-cabangnya memuncak secara vertikal dengan sedikit lengkungan khas pohon bonsai. Electree memiliki kapasitas penyimpanan energi hingga 14.000 mAh. Itu artinya bisa mengisi penuh baterai iPhone 5 lebih dari sembilan kali tanpa harus terpapar cahaya. Terdapat 2 buah port USB yang sudah barang tentu menjadi slot yang universal bagi semua smartphone. Tak hanya itu, Electree juga dilengkapi dengan wireless charging yang bisa digunakan untuk beberapa jenis smartphone canggih. Baca Juga : 7. Teater Esplanade yang terinspirasi dari bentuk buah durian

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - teater esplanade

Teater Esplanade adalah bangunan yang terinspirasi dari tumbuhan atau bentuk buah durian. Teater ini terletak di tepi sungai enam hektar lahan di sepanjang tepi laut Marina Bay dekat dengan muara Singapore River. Tujuannya dibangun untuk menjadi pusat pertunjukkan seni bagi bangsa pulau Singapura. Bangunan ini dirancang oleh dua firma arsitektur yang bekerja sama yaitu DP Architect ( DPA ) dari Singapura dan berbasis London Michael Wilford & Partners ( mwp ). Desain Arsitektur yang unik pada bangunan ini terlihat dari atap pada bangunan tersebut yang menyerupai seperti buah durian. Beberapa orang Singapura merujuk ke Esplanade sebagai ” The Big Durian ” atau juga ” Shell Durian ”. Esplanade berisi ruang pertunjukan kelas dunia, ditambah dengan berbagai layanan pendukung profesional dan fasilitas. Selain tempat pertunjukan, Esplanade juga tersedia tempat pertemuan, ruang gaya hidup dan ruang seni layanan terkait lainnya.

8. Kota mengambang Lilypad Ecopolis terinsipirasi dari struktur daun teratai

Teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan - lilypad

Kota mengambang Lilypad ecopolis terinspirasi dari struktur jaringan daun teratai dan didesign oleh Vincent Callebaut sebagai antisipasi untuk tahun 2100 yang digambarkkan bahwa akan banyak sekali jumlah para pengungsi dunia akibat terjadinya pemanasan global. Dia mengemukakan bahwa prinsip Archimedes bahwa cairnya es tidak akan merubah peningkatan permukaan air. Sama halnya dengan mencairnya es di dalam air di gelas. Namun ada dua sumber air raksasa yang tidak berada diatas air yang akan mencair dan langsung menuju ke laut yang menyebabkan naiknya permukaan air laut. Hal ini berhubungan dengan gunung es di Antartika dan Greenland disisi lain, serta benua es. Hal lain yang menyebabkan naiknya permukaan laut tidak ada sangkut pautnya dengan mencairnya es, tetapi dilatasi air yang terjadi akibat pengaruh suhu udara. Menurut ramalan GIEC (Intergovernmental group on the evolution of the climate), kenaikan permukaan laut akan mencapai 20 hingga 90 cm selama abad ke-21. Setiap kenaikan suhu 1°C akan mengakibatkan air naik 1 meter. Kenaikan air ini akan mempengaruhi 0.05% di Uruguay, 1% di Mesir, 6% di Belanda, 17.5% di Bangladesh dan lebih dari 80% di daerah atoll Majuro di Marshall dan pulau-pulau Kiribati hingga pulau-pulau di Maldives. Negara-negara seperti Vietnam, Mesir, Bangladesh, Guyana atau Bahamas akan melihat tempat-tempat tinggal masyarakatnya kebanjiran dan genangan Lumpur air asin dari laut. New York, Bombay, Calcutta, Hô Chi Minh City, Shanghai, Miami, Lagos, Abidjan, Jakarta, Alexandria dan lebih dari 250 juta pengungsi dari negara lain akibat perubahan suhu udara. Itulah sebabnya Lilypad, sebagai prototipe kota yang dibuat mengapung diatas air dan dapat menampung sebanyak 50.000 penduduk. Dan didalamnya dikembangkan kehidupan flora dan fauna disekitar danau dengan air yang ditampung dari air hujan. Lilypad kota yang akrab dengan lingkungan dapat mengapung dari dari Monaco di Eropa hingga ke daerah bagian Atol Polenesia. Desain yang sangat modern dalam antisipasi pengungsi akibat pemanasan global. Inspirasi dari daun lilypad Amazonia Victoria Regia, dari keluarga Nympheas, tanaman air yang ditemukan oleh ahli tanaman Jerman Thaddeaus Haenke. Lilypad kota lingkungan yang mengapung dengan zero emisi udara melalui teknologi energi dari matahari (solar), angin, gelombang laut dan biomass. Bahkan dapat memperoses gas CO2 di adalam atmosfer dan meresap ke kulitnya (atap) yang terbuat dari titanium dioxide ,seperti proser fotosintesis pada tumbuhan (daun).

Baca Juga : Sejarah Android dan perkembangannya

Mohon share artikel teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan jika bermanfaat, terimakasih.