(no title)

Dari Kendal Menuju Dunia

Jurnal Nasional, jakarta | Mon 04 Oct 2010
by : Grathia Pitaloka

Satu lagi anak negeri yang berhasil mengukir sukses di kancah dunia. Ali Khumaeni, pemuda asal Kendal yang berhasil memperoleh penghargaan tingkat internasional bidang aplikasi laser plasma spectroscopy atau laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) di Amerika Serikat (AS). Bagaimana awal mula karier Ali sehingga bisa menjadi ilmuan tingkat dunia? Simak penuturannya berikut ini.

Bisa dijelaskan mengenai penelitian Anda sehingga memperoleh penghargaan tingkat internasional di Amerika Serikat (AS)?

Di LIBS conference 2010, kami mempresentasikan aplikasi LIBS untuk analisis material dalam bentuk powder. Kami melakukan penelitian tentang powder analysis khususnya makanan powder dan multivitamin serta herb medicine powder dengan menggunakan teknik laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) dengan memanfaatkan TEA CO2 laser. Di dalam teknik LIBS, high power laser ditembakkan ke material sampel termasuk sampel padat (seperti batu, keramik, dll), cair (polusi air dll) ataupun gas (polusi udara) untuk menghasilkan plasma yang di dalamnya terkandung atom atau molekul dari sampel. Dengan teknik ini, kita bisa mendeteksi dan menganalisis atom dan molekul yang terkandung di dalam material sampel secara cepat.

Di dalam teknik LIBS, para peneliti biasanya menggunakan laser pulsa Nd:YAG laser. Namun, laser jenis ini tidak bisa digunakan untuk analisis powder secara langsung karena powder akan membuncah atau menyebar dan tidak menghasilkan plasma jika laser ditembakkan secara langsung. Oleh karena itu untuk mengatasi permasalahan ini, powder harus dibuat padat (pellet) terlebih dahulu sebelum dianalisis.

Di laboratorium, kami mencoba melakukan analisis powder secara langsung dengan memodifikasi dan membangun teknik baru sehingga memungkinkan seseorang untuk analisis powder secara langsung, yaitu dengan membuat plasma menggunakan TEA CO2 laser dengan bantuan permukaan metal. Di teknik ini, TEA CO2 laser ditembakkan ke permukaan metal untuk menghasilkan plasma. Plasma yang terbentuk tidak mengandung atom atau molekul dari metal karena densitas energi laser di permukaan sampel lebih rendah dibanding permukaan sampelnya.

Dengan gelombang kejut yang dihasilkan dari plasma, partikel powder akan membuncah dan masuk ke dalam plasma untuk terdisosiasi dan tereksitasi di plasma. Dengan metode ini kita bisa mendeteksi atom-atom mineral dan nutrisi yang bermanfaat untuk manusia yang terkandung dalam sampel dengan lebih cepat dan efisien.

Selain itu, kita juga bisa mendeteksi atom-atom logam berat seperti chrom (Cr) dan lead (Pb) yang berbahaya bagi tubuh manusia ketika terkandung dalam makanan atau powder dengan konsentrasi yang tinggi. Teknik yang kami bangun mempunyai orisinalitas di LIBS karena menggunakan TEA CO2 laser dan bisa mengusulkan teknik baru yang lebih cepat untuk analisis sampel powder dengan sensitivitas deteksi yang cukup tinggi.

Bisa diceritakan mengenai ide awal dan latar belakang penelitian tersebut?

Riset tentang powder sebenarnya telah dilakukan sejak 2007, yaitu sejak kedatangan kali pertama saya untuk studi di Jepang. Sejak kedatangan tersebut, pembimbing utama saya memberikan penekanan riset ke powder analysis untuk tesis saya. Selama tiga tahun kami telah membangun beberapa teknik baru di LIBS dan telah dipublikasikan di jurnal internasional. Riset yang terakhir ini adalah penyempurnaan dari riset-riset sebelumnya dan untuk sementara yang paling optimal.

LIBS biasanya sulit diaplikasikan untuk analisis material yang berbentuk powder karena laser tidak bisa ditembakkan langsung ke powder untuk menghasilkan plasma. Oleh karena itu, para peneliti biasanya memadatkan sampel terlebih dahulu sebelum melakukan analisis. Proses seperti ini membutuhkan waktu yang cukup lama. Karena ini merupakan sebuah tantangan dan peluang yang cukup bagus untuk mencari orisinalitas, maka saya dan profesor pembimbing mencoba untuk terus mendesain dan membangun teknik baru agar analisis powder secara langsung bisa benar-benar terealisasi. Dengan teknik baru yang kita usulkan ini, waktu analisis bisa dihemat tanpa mengurangi sensitivitas deteksi.

Apa kendala yang dihadapi saat melakukan penelitian?

Di teknik LIBS, reproduksibilitas intensitas garis atom terkadang tidak stabil dikarenakan plasma yang dihasilkan tidak stabil. Ini adalah sebuah tantangan bagi kami untuk memecahkannya. Secara bertahap kami terus mencoba untuk menyempurnakan teknik ini untuk mendapatkan reprodusibilitas intensitas emisi atom.

Apa manfaat hasil penelitian Anda?

Dengan menggunakan teknik yang kami bangun, waktu analisis sampel powder menggunakan LIBS bisa dihemat dan sensitivitas deteksi lebih tinggi dibanding teknik-teknik lain yang dibangun di bidang LIBS. Selain itu, teknik ini bisa digunakan untuk mendeteksi atom-atom ringan seperti boron. Saat ini belum ada perusahaan di Indonesia yang menggunakan teknik LIBS. Mayoritas menggunakan X-ray flouresecence (XRF) padahal teknik ini tidak bisa mendeteksi atom-atom ringan seperti boron yang kurang baik bagi tubuh jika terkandung dalam makanan dengan konsentrasi tinggi.

Bagaimana prospeknya di pasaran?

Teknik LIBS saat ini secara umum (dengan menggunakan Nd:YAG laser) sedang berkembang cepat sebagai teknik komersial untuk deteksi emisi atom dengan sistem yang sudah kompak (terdiri atas laser Nd:YAG, OMA-optical multichannel analyzer untuk menghasilkan garis emisi atom, fiber optic, dan display komputer).

Teknik yang kami bangun menggunakan peralatan yang sama namun beda sumber energi (yaitu dengan menggunakan laser TEA CO2). Selain itu, kami juga membangun teknik baru untuk memungkinkan analisis secara langsung. Secara bertahap kami sedang menyempurnakan untuk skala laboratorium dan besar kemungkinan ke depan bisa diaplikasikan secara langsung. Teknik baru ini mempunyai peluang yang besar untuk bersaing dengan teknik-teknik analisis yang sudah ada seperti X-ray flourescence dan inducetively coupled plasma-mass spectrometry ( ICP MS).

Bisa anda ceritakan perjalanan Anda dari Kendal ke Fukoi?

Saya mulai belajar formal di SDN 1 Tanjunganom, SMPN 2 Weleri, dan SMAN 1 Weleri di kecamatan weleri kabupaten Kendal. Sejak SMA, saya sangat tertarik untuk belajar ke luar negeri dengan beasiswa. Makanya, meskipun di Weleri belum ada internet saat itu, saya sering bolak-balik ke Semarang untuk searching di internet tentang beasiswa luar negeri.

Setelah tamat pendidikan menengah di Weleri, saya melanjutkan studi di Jurusan Fisika Universitas Diponegoro. Selama di Fisika Undip, saya belajar tentang LIBS sejak tahun ke-3 di bawah bimbingan Prof Wahyu Setiabudi dan Drs K Sofjan Firdausi. Selain itu, saya juga dibimbing oleh Dr Hendrik Kurniawan, kepala Maju Makmur Mandiri Research Center (M3RC Jakarta Barat), untuk lebih mendalami LIBS.

Ketika riset di Jakarta, saya bertemu dengan seorang Profesor, yaitu Prof Kiichiro Kagawa, ahli LIBS di Asia dan dunia dari Jepang. Karena sejak awal saya sangat tertarik dengan bidang ini, saya mencoba untuk terus mengontak Prof Kagawa pascariset di Jakarta sampai lulus S1 di Undip. Setelah lulus dari Undip, saya memperkuat niat untuk melanjutkan studi tentang LIBS di Jepang di bawah bimbingan Prof Kiichiro Kagawa.

Ketika ada kesempatan beasiswa mambukagakusho (beasiswa pemerintah Jepang) saya mengirimkan aplikasi ke Jepang dengan diberikan rekomendasi yang kuat dari Prof Wahyu Setiabudi, Dr Hendrik Kurniawan, dan Prof Kiichiro Kagawa. Sejak 2007, saya mulai belajar sebagai mahasiswa peneliti (research student) dan saat ini sedang S2 tahun ke-2 di University of Fukui.

Apakah menjadi ilmuwan merupakan cita-cita Anda sejak kecil?

Saya senang belajar fisika karena saya melihat semua aktivitas keseharian itu berhubungan dengan ilmu fisika, tidak terkecuali di dalam permainan dan olahraga seperti tenis meja dan permainan karambol. Dengan memahami hukum-hukum mekanika di fisika (seperti hukum tumbukan, hukum gerak melengkung) yang telah diajarkan di SMP, saya mencoba mengaplikasikan langsung di permainan-permainan tersebut. Hasilnya, saya menjadi juara kampung untuk permainan karambol dan tenis meja. Keinginan untuk menganalisis mulai tumbuh cepat ketika di Undip dengan mengikuti beberapa lomba ilmiah mulai PKM Dikti, LKTI Dikti, dan lain-lain. Sebenarnya cita-cita saya tidak murni sebagai ilmuwan. Namun berusaha memahami konsep-konsep fisis yang ada di alam kemudian bisa mengaplikasikan untuk kemanfaatan.

Apakah Anda berpikir untuk kembali ke Tanah Air dan meniti karier di sini?

Saya berpikir sejak awal ingin kembali ke Tanah Air setelah keilmuan di bidang LIBS dan fisika dirasa mencukupi. Setelah itu, saya mempunyai harapan besar untuk menjadi guru dengan mengajar dan mendidik serta mendedikasikan ilmu yang telah diperoleh melalui aktivitas riset.

Saya sangat berharap besar bisa menimba ilmu di bidang LIBS dan pendidikan fisika secara optimal dengan mengikuti aktivitas-aktivitas di forum internasional. Untuk jangka pendek, semoga Allah memudahkan langkah saya melanjutkan studi S3. Insya Allah dengan bekal tersebut, semoga Allah memudahkan saya untuk menjadi guru yang baik yang bisa optimal dalam mendidik dan tetap melanjutkan aktivitas riset.

Apa kegiatan Anda di waktu senggang?

Selama di Jepang, saya melakukan aktivitas di kampus (kuliah dan riset) mulai Senin sampai Sabtu sekitar pukul 9 pagi sampai pukul 7-8 malam. Setelah itu, waktu malam digunakan untuk membaca dan belajar ilmu agama dan istirahat. Setiap bulan, saya mempunyai 4-5 hari libur (setiap Ahad). Dua hari Ahad digunakan untuk kegiatan pengajian agama dan 2-3 hari Ahad digunakan untuk refreshing dan shopping dengan teman-teman Indonesia di Fukui.