Selasa, 05 Januari 2010

PENGARUH VARIASI SUHU SINTERING TERHADAP KONDUKTIVITAS SENYAWA TERMISTOR Zn0,95 Mn0,05 Fe2O4

PENGARUH VARIASI SUHU SINTERING TERHADAP
KONDUKTIVITAS SENYAWA TERMISTOR Zn0,95 Mn0,05 Fe2O4
Ika Setyawati, Fakultas MIPA
Universitas Negeri Malang



ABSTRAK

Termistor merupakan suatu komponen elektronik yang memiliki tahanan listrik yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Pada penelitian ini termistor disintesis dari senyawa ZnFe2O4 yang didoping MnO2. Sampel kemudian disinterring dengan suhu 9000C, 10000C dan 11000C..
Tujuan untuk penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi suhu sintering terhadap konduktivitas listrik senyawa Zn0.95 Mn0,05Fe2O4. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April-Mei 2009 di Laboratorium Fisika Material Fakultas aematika dan Ilmu Pengetahuan alam, Universitas Negeri Malang. Langkah pertama yang dilakukan adalah penyiapan dan penimbangan bahan dengan molar 0,05 untuk MnO2, kemudian proses sintering menggunakan alat pemanas Furnace Termolyne 48000 dengan variasi suhu sintering 900C, 1000C, 1100C selama 4 jam. Dengan menggunakan metode 4 point probe, setelah proses tersebut dilakukan selanjutnya sampel dikarakterisasi (diamati bagaimana konduktivitas terhadap perubahan suhu sintering).
Hasilnya konduktivitas terbesar dimiliki oleh sampel yang disintering pada suhu 11000C sebesar 16.79 (kΩm). Semakin besar suhu sintering maka konduktivitasnya semakin besar.

Kata Kunci : Conductivitas, Sintering, Doping III-V and II-VI semiconductor, Termistor, Temperatur-atmosphere
PACS :



Pendahuluan
Selama dekade terakhir, kebutuhan akan barang keramik sangat dibutuhkan dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari,keramik semakin maju dan modern. Keramik yang banyak dikenal sebagai isolator, ternyata juga dapat menjadi bahan konduktor, semikonduktor, superkonduktor dan magnet.Keramik yang sedang dikembangkan adalah keramik semikonduktor. Keramik semikonduktor ini banyak digunakan dalam teknik elektronika. Contohnya digunakan untuk termistor (PTC) yaitu Barium Titinate (BaTi) (Sumanto, 1996). Contoh lain keramik semikonduktor adalah termistor (NTC) ZnFe2O4. Pada penelitian sebelumnya, telah diketahui bahwa hambatan listrik keramik cukup besar apabila ditambah doping 0,5% SiO2 yang disinter pada suhu 1200 C selama dua jam. Penelitian tidak berhenti sampai disitu, (Anisa, 2007) melakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan harga karakteristik termistor yang bermacam-macam dengan memberikan perlakuan panas untuk mendapatkan hambatan listrik yang berbeda. Keramik ZnFe2O4 disintering pada suhu 1000 C kemudian didinginkan dalam waktu yang berbeda akan menghasilkan nilai resistivitas listrik yang tidak sama. Pendinginan yang lambat akan menaikkan harga resistivitas listrik sehingga harga konstanta termistor mengalami penurunan.
Masih banyak karakteristik termistor yang belum diketahui. Karena itulah perlu dilakukan penelitian lebih lanjut seperti pengaruh variasi suhu sintering terhadap konduktivitas termistor. Diharapkan penelitian ini dapat menghasilkan sesuatu yang memiliki kegunaan lebih besar daripada material asalnya. Tetapi jenis bahan termistor ini sangat terbatas, salah satu contohnya adalah bahan Zn0,95 Mn0,05 Fe2O4. Penelitian tentang bahan ini bertujuan untuk menjadikan bahan Zn0,95 Mn0,05 Fe2O4 ini sebagai bahan dasar untuk pengembangan inovasi elektro di masa datang. Karena alasan inilah penelitian mengenai bahan temistor ini mendapat banyak perhatian yang besar.
Sejauh ini masih belum diteliti Sejauh ini masih belum diteliti pengaruh lama sintering unsur Mn pada ZnO terhadap konduktivitas senyawa Fe2O4 dengan variasi suhu sintering 900C, 100C, 1100C selama waktu tertentu. Berdasarkan hal tersebut diatas peneliti ingin meneliti bagaimana Pengaruh Variasi Suhu Sintering Terhadap konduktivitas Listrik Senyawa Termistor Zn0.95Mn0,05Fe2O4.
II. Dasar Teori
2.1 Termistor
Termistor merupakan perangkat semikonduktor yang sangat bergantung pada suhu, perangkat ini dapat dikalibrasi sehingga dapat berfungsi sebagai termometer (Vlack, Van, 1964). Termistor mempunyai koefisien suhu positif (PTC) atau koefisien suhu negatif (NTC). Kedua jenis termistor yaitu PTC dan NTC pasti memiliki fitur dan actually a contraction of the words “thermal resistor”.keuntungan sendiri. Pada Koefisien Suhu Negatif sangat peka oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu (D. Petruzella, Frank ,1996). Dalam material pada umumnya yang dapat dipanaskan atau disintering dalam suhu tinggi adalah Mn2O3, NiO, Co2O3, Cu2O, Fe2O3, TiO2, dan U2O3. Pada umumnya PTC (Koefisien Temperatur Positif) mempunyai sensitivitas yang lebih rendah dibandingkan dengan NTC (Ng.Kwok K. 1995).

2.2 ZnO sebagai Bahan Semikonduktor
Semikonduktor adalah suatu bahan pada temperatur ruang memiliki resistivitas antara konduktor dan isolator (Van Vlack,1964). Semikonduktor merupakan zat yang sifat penghantar listriknya diantara konduktor dan isolator pada suhu ruang (T = 27oC). Berdasarkan harga resistivitasnya pada suhu kamar semikonduktor dapat diklasifikasikan, yaitu dalam rentang (10-2 sampai 109) ohm-cm. Resistivitas dipengaruhi oleh suhu, cahaya yang menyinari, medan listrik dan medan magnet (Parno, 2006).
Semikonduktor sangat berguna karena sifat konduktivitasnya dapat dirubah atau dikontrol dengan menyuntikkan materi lain atau menambah sejumlah kecil ketakmurnian (bias disebut materi doping). Doping adalah sengaja menambahkan suatu bahn pengotor (impuritas)ke dalam bahan semikonduktor (Kittel, 2002). Berdasarkan murni atau tidaknya bahan, semikonduktor dibedakan menjadi dua jenis, yaitu semikondutor intrinsik dan ekstrinsik. Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor murni yang sifat kelitrikannya ditentukan oleh sifat alam yang melekat pada unsur yan bersngkutan. Sedangkan semikonduktor ekstrinsik adalah smikonduktor tidak murni yang sifat kelistrikannya dikendalikan oleh ifat dan jumlah pengotor yang diberikan pada bahan itu (Parno, 2006).
Semikonduktor tidak hanya dibatasi oleh unsur golongan IV. Semikonduktor dapat juga diperoleh dari gabungan antara golongan III dan golongan V yang memiliki karakteristik struktur elektronik serupa.
Energi yang diperlukan untuk membebaskan elektron dari pita valensi ke pita konduksi besarnya bergantung pada jenis bahan yang ditunjukkan dalam tabel 2.2.
Tabel 2.2 Daftar energi terlarang pada senyawa-senyawa semikonduktor. Sumber: Kittel, C. 1986.


Pada penelitian ini digunakan senyawa semikonduktor kelompok II – VI yang mempunyai kemiripan dengan GaN. Senyawa tersebut adalah seng oksida (ZnO). ZnO mempunyai struktur kristal yang heksagonal yang memiliki efek piezoelektrik dan mempunyai celah pita dekat dengan UV(3.4 eV) pada suhu ruang. ZnO dapat juga digunakan sebagai optoelektronik dengan rentang panjang gelombang pendek.
Seng oksida dapat diperoleh dari pembakaran logam seng dalam udara menurut persamaan reaksi:
2 Zn(s) + O2  ZnO(s)
Seng okida berupa padatan putih mempunyai struktur intan dengan jaringan ikatan kovalen. Berbeda dengan oksida logam putih lain, seng oksida menunjukkkan perubahan warna menjadi kuning pada pemanasan dan kembali menjadi putih pada pendinginan. Perubahan warna yang disebabkan karena perbedaan temperatur dikenal sifat termokromik. Dalam hal ini terjadi perubahan warna pada pemanasan sebagai akibat hilangnya beberapa atom oksigen dari kisi kristalnya sehingga meninggalkan kisi kristal dalam keadaan kelebihan muatan negatif dan ini menghasilkan warna berbeda, kelebihan muatan negatif (elektron) dapat dipindahkan via kisi kristal dengan perbedaan potensial. Pada pendinginan, atom-atom oksigen keluar dari kisi kristal pada pemanasan kembali lagi ke posisi semula sehingga diperoleh warna semula.

2.3 Fe sebagai bahan Ferromagnetik
Besi (III) Oksida berupa serbuk coklat kemerahan dengan titik leleh 15650C. Oksida ini setelah dibakar akan memberikan warna coklat. Senyawa ini selain terdapat di alam sebagai martit, Hematite dan sebagai hidratnya, dan limonit. Selain digunakan sebagai pigmen merah juga dapat digunakan sebagai serbuk gosok yang lembut dan memperlicin, regen dan katalis (Sukmawati, 2008).

Berdasarkan sifat kemagnetannya suatu bahan magnetik dapat dikelompokkan menjadi lima yaitu (1) paramagnetik (2) diamagnetik (3) feromagnetik (4) ferimagnetik (5) canted. Dalam penelitian ini bahan yang digunakan termasuk dalam golongan feromagnetik yakni besi (Fe). Feromagnetik berasal dari struktur elektron dalam atom – atom yang tersusun dalam kristal yang masing-masing elektron merupakan kuantitas magnetik kecil. Atom dengan pengisian elektron tak lengkap dalam sub kulitnya, banyak menyisakan elektron tak berpasangan dalam satu arah magnetik. Secara neto kemagnetannya memilki magnet yang efektif sebagai magnet kecil. Bahan seperti Fe, CO, Ni, Gd memiliki moment magnetik yang cukup kuat dan atom-atomnya dalam bentuk padat cukup dekat yang dapat membentuk susunan penjajaran spontan secara magnetik. Kondisi ini menghasilkan feromagnetisme. Selain bahan murni tersebut, feromagnetisme dapat ditemukan dalam paduan MnBi, dan keramik NiFe2O3, BaFe12O19 (Van Vlack : 1964) bahan feromagnetik memiliki spin yang arahnya sama (Omar Ali, 1975)
Besi adalah bahan kimia dengan simbol Fe dan mempunyai nomor atom 26. Besi berada pada golongan 8, periode 4 dan blok D. Besi berwarna metalik mengkilap keabu-abuan, besi merupakan salah satu bahan feromagnetik. Besi mempunyai titik lebur 1538℃. Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat. Besi merupakan bahan yang mempunyai tingkat oksidasi +3 (sangat stabil) dan +2 (reduktor) serta +6 (tidak stabil) (su’aidy : 1990). Menurut tabel periodik besi (Fe) termasuk dalam golongan unsur transisi.

MnO2 adalah bahan ferromagnetic. Tanpa kehadiran medan luar pun bahan ini akan mengalami magnetisasi (magnetisasi spontan). Bahan ini berfase solid dan mempunyai titik leleh 5350C, kerapatannya 5,026 gram/cm3. Resistivitas listriknya 144 μohm.cm dan jari-jari atom 136,7pm. MnO2 bukan dioksida yang paling stabil karena dapat terurai menjadi Mn2O3 pada ~5300C. MnO2 bersifat antiferromagnetik dibawah temperature 92K. kegunaan dari MnO2 adalah untuk baterai alkaline dan baterai seng karbon (Sugiarti, 2006).

2.6 Konduktivitas Listrik
Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik.
Konduktivitas listrik merupakan sifat penting suatu bahan sehubungan dengan medan magnet luar. Ketika suatu medan listrik diberikan pada sebuah dielektrik, akan terjadi polarisasi terhadap dielektrik tersebut. Tetapi jika medan tersebut diberikan ke daerah yang memiliki muatan bebas tersebut akan bergerak dan timbul arus listrik sebagai ganti polarisasi medium tersebut. Tidak seluruhnya zat merupakan konduktor listrik dan diantaranya zat-zat yang menghantarkan listrik tidak semua mengikuti hukum ohm. Masih banyak campuran antar logam yang menunjukkan perilaku superkonduktor.
Dalam eksperimen ini penujian konduktivitas listrik menggunakan metode 4-probe. Konduktivitas σ merupakan respon bahan terhadap medan listrik ε dan rapat arus J melalui persamaan J = σ ε. Dalam suatu bahan dengan panjang L dan luas penampan A,

sedangkan konduktivitas σ adalah kebalikan dari resistivitas, yaitu σ = 1/ ρ. sehingga dengan A : luas penampang ( m2 )

R : tahanan penghantar ( ohm )
σ : Konduktivitas (ohm m)
pengukuran konduktivitas sampel berbentuk cincin akan lebih tepat dengan menggunakan metode 4-titik probe karena metode ini bebas dari gangguan arus atau tegangan dari alat ukur yang bersangkutan

Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik; dan sebagaimana diketahui mempunyai rentang harga yang sangat luas. Logam / material yang merupakan penghantar listrik yang baik memiliki konduktivitas listrik yang baik dengan orde 107 ( ohm.meter ) -1. Sebaliknya material isolator memiliki konduktivitas yang sangat rendah; yaitu antara 10-10 sampai 10-20 ( ohm.m )-1. Diantara kedua sifat ekstrim tersebut, ada material semi konduktor yang konduktivitasnya berkisar antara 10-6 sampai dengan 10-4 ( ohm.m )-1. Berbeda pada kabel tegangan rendah pada kabel tegangan menengah, untuk pemenuhan fungsi pengahantar dan pengaman terhadap penggunaan, ketiga jenis / sifat konduktivitas tersebut diatas digunakan semuanya.
Tabel 2. Konduktivitas listrik berbagai logam dan paduannya pada suhu
kamar.
Logam Konduktivitas listrik ohm meter
Perak (Ag) 6,8 x 107
Tembaga (Cu) 6,0 x 107
Emas (Au) 4,3 x 107
Alumunium (Ac) 3,8 x 107
Kuningan (70% Cu-30% Zn) 1,6 x 107
Besi (Fe) 1,0 x 107
Baja karbon (Fe-C) 0,6 x 107
Baja tahan karat (Fe-Cr) 0,2 x 107


III. Metode Penelitian

Rancangan Penelitian
Penelitian ini bersifat eksoerimen sejati (true axperimental research, dengan satu variabel bebas dan satu variabel terikat). Bahan kajian didapat berbagai sumber seperti buku, jurnal dan internet.
Langkah pertama yang dilakukan adalah penyiapan, penimbangan, pencampran bahan dengan molar 0,05, kemudian proses lama sintering dengan suhu yang berbeda, yaitu 900C, 100C, 1100C selama 4 jam. Setelah proses tersebut sampel dikarakterisasi (diukur nilai konduktivitasnya



Langkah-langkah pengukuran konduktivitas listrik akan lebih tepat dengan mengunakan metode 4-titik probe karena metode ini bebas dari gangguan arus atau tegangan dari alat ukur yan bersangkutan.
Membuat sampel (sesuai dengan uraian pada desain bahan)
Menentukan titik probe dengan jarak tertentu. Dalam eksperimen ini digunakan metode 4-probe. Dua titik dihubungkan dengan amperemeter dan dua titik lainnya dihubungkan dengan voltmeter (sesuai dengan set-up alat pada desain instrumentasi).


IV. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Hasil Penelitian
Tabel hubungan antara suhu sintering dan konduktivitas (perhitungang terlampir).

No T(0C) σ (Ωm)-1
1 900 0.1151
2 1000 0.2019
3 1100 0.3226

Dari data diatas dapat diketahui bahwa kenaikan suhu sintering mengakibatkan kenaikan nilai konduktivitas listriknya. Hal ini dikarenakan jika suatu atom dipanasi maka atom tersebut akan bergetar (vibrasi). Bergetarnya atom ini menimbulkan jarak antar atom semakin besar, sehngga atom tidak mudah mengikat elektron dan mengakibatkan elektron mudah bergerak bebas. Gerakan elektron bebas ini akan meningkatkan konduktivitas listrik. Jadi konduktivitas lstrik bergantung pada suhu (Parno, 2006:87). Penambahan suhu dapat menyebabkan transisi fase, perubahan struktur Kristal, perubahan jarak atom terdekat dan sudut atom terdekat serta parameter kisi (Chen, 2003) Suatu bahan akan mengalami transisi dari sifat konduktif ke sifat resistif akibat pengaruh suhu (Anita, 2007). Konduktivitas listrik sangat dipengarui oleh mudah tidaknya elektron bergerak dalam kisi (Smallman, 1995).

V. Kesimpulan
Dari eksperimen di atas dapat disimpulkan bahwa eksperimen kali ini sesuai dengan hipotesis yang menyatakan bahwa ketika suhu naik maka meningkatkan konduktivitas senyawa termistor Zn0.95Mn0,05Fe2O4.

DAFTAR PUSTAKA
Sumanto. 1996. Pengetahuan Bahan untuk Mesin dan Listrik. Yogyakarta : Andi Offset.
Van Vlack. 1964. Element of materials Science, An Introductory Text for Engineering Student. London:Addison –Wesley Publising Company,Inc
Parno. 2006. Fisika Zat Padat, Struktur Kristal: Universitas Negeri Malang
Anisa, Fitri. Skripsi. 2007. Pengaruh Heat Treatment terhadap Karakterisasi Termistor ZnFe2O4 yang Ditambah Doping SiO2. Malang
Kitttel, C. 2002. Introduction to Solid State Physic. John Wiley & Son, Inc. Singapore, New York, Chichester, Brisbane, Toronto.
Ng, Kwok K., 1995. Complate guide to Semiconductor devices/Kwog K. Ng. McGraw-Hill Series in electrical and computer engineering. Electronics and VLSI circuits.
Tim penyusun.2000. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah, Malang: Universitas Negeri Malang.
Hartatiek. 2001. Fisika Keramik Bagian I. Malang: Universitas Negeri Malang.

PENGARUH MINUM KOPI TERHADAP TEKANAN DARAH

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG
Kopi sudah dikenal sejak abad ke-7 yang telah diyakini tumbuh didekat laut merah, seorang penulis Arab diabad ke-15, Shehabeddin Ben menulis bahwa orang-orang Etiopia telah menikmati minum kopi jauh lebih lama dari yang pernah diketahui orang. Pada abad ke-16, perkebunan kopi ditemukan di dataran Yaman, Arab. Setelah seorang duta besar Turki memperkenalkan kopi kepengadilan Raja Louis XIV pada tahun 1669, dengan cepatnya kopi dapat menyebar ke bangsa Eropa. Beberapa tahun kemudian orang-orang belanda memperkenalkan kopi ke pulau Jawa di Indonesia. Di Indonesia, kopi diterima masyarakat secara luas dan merupakan kebiasaan yang mengakar kuat dalam kehidupan sehari-hari. Kopi juga dikenal tidak memandang jenis kelamin maupun strata sosial.
“Istilah minum kopi memang sudah tidak asing lagi dalam masyarakat baik dikalangan pria dan wanita, terutama pada efeknya yang dapat merangsang system syaraf pusat dan dipercaya sebagai anti tidur, bekerja meningkatkan suasana hati, menurunkan kelemahan dan meningkatkan kapasitas kerja” (Sulaiman dan Hameed:2004).
Jadi belakangan ini minum kopi dikalangan pria dan wanita bukan semata untuk kebutuhan dalam mendukung aktivitas kerja maupun aktivitas lain yang melebihi batas kemampuan kerja seseorang. Tapi sudah menjadi life style (gaya hidup) pada zaman yang modern seperti sekarang ini. Dengan indikasi menjamurnya kedai kopi ataupun kafe kopi dan betapa pengunjungnya yang membludak.
Ada 2 jenis kopi yang terkenal di Indonesia yaitu Robusta dan Arabika. Kopi Robusta memiliki kandungan kafein dua kali lebih besar disbanding kopi Arabika. Kafein itu sendiri tergolong jenis Alkaloid yang juga dikenal sebagai trimetilsantin yang merupakan zat kimia alami yang berasal dari tanaman yang dapat menstimulasi otak dan system syaraf serta sangat berpotensi meningkatkan tekanan darah. Tekanan darah dalam dalam kehidupan seseorang bervariasi secara alami. Bayi dan anak-anak secara normal memiliki tekanan darah yang jauh lebih rendah daripada orang dewasa. Tekanan darah dapat dipengaruhi oleh aktivitas fisik, dimana akan lebih tinggi ketika kita beraktivitas dan lebih rendah ketika kita beristirahat. dalam satu hari, tekanan darah seseorang juga berbeda. Tekanan tinggi diwaktu pagi hari dan lebih rendah ketika kita tidur. Tubuh manusia memiliki batas kemampuan dalam beraktivitas sekitar 10-12 jam. Diluar jam tersebut tekanan darah akan menurun karena terlalu letih seusai beraktivitas. Untuk mengatasi hal tersebut salah satunya dengan meminum kopi. Karena dengan meminum kopi, terjadi peningkatan darah pada individu tersebut. Sehingga dapat menunjang aktivitas melebihi batas kemampuan maksimal.
Disini penulis sangat tertarik untuk mengkaji informasi lebih lanjut tentang sejauh mana kopi dapat mempengaruhi tekanan darah.




B. RUMUSAN MASALAH
Masalah yang dirumuskan berdasarkan latar belakang masalah di atas adalah sebagai berikut.
1. Bagaimana penjabaran tentang tekanan darah?
2. Berapa gram kopi yang diperlukan untuk menaikkan potensi tekanan darah?
3. Bagaimana mekanisme kerja kafein pada hormon-hormon yang mempengaruhi tekanan darah?
4. Apa dampak negatif dan positif kopi pada tekanan darah dan tubuh secara umum?

C. TUJUAN
Berdasarkan rumusan masalah diatas, tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Mengetahui penjabaran tentang tekanan darah.
2. Mengetahui berapa banyak kopi yang diperlukan untuk menaikkan potensi tekanan darah.
3. Mengetahui mekanisme kerja kafein pada hormon-hormon yang mempengaruhi tekanan darah.
4. Mengetahui dampak negatif dan positif kopi pada tekanan darah dan tubuh secara umum.




PEMBAHASAN

A. PENJABARAN TENTANG TEKANAN DARAH
Aliran darah dapat diperikan dengan kecepatan linear (V) dan tekanannya (P). kecepatan linear adalah fungsi waktu dan titik dalam ruangan yang diukur. Tekanan (P) adalah gaya persatuan luas fluida. Selain itu tekanan juga dapat diartikan sebagai suatu tegangan dan mempunyai dimensi gaya persatuan luas. Dalam system SI diukur dalam N/m2.
Tekanan = P = F/A (1)
Sebagai ganti suatu tegangan, tekanan kerapkali diukur dalam tiggi kolom zat cair. Dengan demikian, tekanan dapat diukur dalam satuan sebarang yang cocok untuk tinggi, meter air raksa atau meter air. Satuan yang sering digunakan dalam sistem sirkulasi adalah mmHg.
Disamping tekanan dan kecepatan, sifat fluida yang fundamental adalah massa jenis. Massa jenis didefinisikan sebagai perbandingan antara massa suatu benda terhadap volumenya:
ρ = m/V (2)
keterangan : ρ adalah massa jeni (kg/m3)

m adalah massa (kg)

V adalah volume (m3)

Darah dianggap sebagai fluida nonkompresif. Massa jenisnya kurang lebih sama dengan massa jenis air.
Pria dan wanita memiliki tekanan darah yang berbeda, seiring dengan bertambahnya usia. Hal ini tergambar pada grafik dibawah ini.


Grafik 1 Perbedaan tekanan darah antara pria dan wanita

Tekanan arteri maksimum disebut tekanan sistolik, dan tekanan arteri minimum disebut tekanan diastolik. Pada orang dewasa normal, tekanan terukur arteri 120/80 mmHg. Nomor diatas (120) menunjukkan tekanan sistole dan nomor dibawah (80) menunjukkan tekanan diastole.


B. GRAM KOPI YANG DIPERLUKAN
Setelah dilakukan beberapa penelitian, dinyatakan bahwa satu cangkir kopi mengandung 75-200 mg kafein, dimana dalam satu cangkir tersebut berpotensi meningkatkan tekanan darah 5-10 mmHg.
Salah satu penelitian yang menyatakan hal tersebut adalah penelitian yang dilakukan pada bulan april-juni 2007 di laboratorium fisiologi fakultas kedokteran universitas Jember. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui apakah ada pengaruh pemberian kopi Robusta motiduse terhadap tekanan darah pada laki-laki dewasa dan membuktikan apakah dosis kafein 50 mg tidak berpengaruh terhadap tekanan darah.
Sampel terdiri atas 20 orang laki-laki dewasa muda yang dipilih secara acak dan dibagi dalam 2 (dua) kelompok yaitu kelompok kontrol (K) yang diberi plasebo berupa ketan hitam yang sudah ditumbuk halus dalam beberapa dosis (2,5 g; 3,7 g; dan 5 g) dan kelompok perlakuan (P) yang diberi kopi jenis Robusta dalam beberapa dosis (5 g; 3,7 g; dan 5 g) . Variabel yang diukur yaitu tekanan darah sistole dan diastole orang laki-laki dewasa muda. Untuk mengetahui pengaruh pemberian kopi terhadap tekanan darah sebelum dan sesudah perlakuan dilakukan uji paired 2 sampel test. Uji paired 2 sampel t-test menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang bermakna berupa peningkatan tekanan darah sistole dan diastole pada kelompok perlakuan yang diberi kopi jenis Robusta dengan beberapa dosis (p<0,05) sedangkan untuk kelompok kontrol terjadi perbedaan yang bermakna berupa penurunan tekanan
darah sistole dan diastole hanya pada beberapa dosis (p<0,05). Namun, sebagian
dosis lainnya tidak terjadi perbedaan tekanan darah yang bermakna (p>0,05).
Berdasarkan hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa dosis kopi 2,5 g; 3,7
g; dan 5 g dengan kadar kafein 50 mg; 75 mg; dan 100 mg dapat meningkatkan
tekanan darah sistole dan diastole, sehingga dapat dibuktikan juga bahwa dosis kafein 50 mg dalam kopi jenis Robusta dapat mempengaruhi tekanan darah terutama pada tekanan darah sistolenya.
Setelah dirata-rata, kurang lebih 3,7 gram kopi dapat menaikkan potensi tekanan darah.

C. MEKANISME KERJA KAFEIN PADA HORMON-HORMON YANG MEMPENGARUHI TEKANAN DARAH
Kopi menyebarkan efeknya melalui kandungan yang ada didalamnya yakni kafein yang akan menyebabkan perubahan hormone-hormon yang mempengaruhi tekanan darah. Kafein mengurung reseptor adenosin di otak. Adenosin ialah senyawa nukleotida yang berfungsi mengurangi aktivitas sel saraf saat tertambat pada sel tersebut. Seperti adenosin, molekul kafein juga tertambat pada reseptor yang sama, tetapi akibatnya berbeda. Kafein tidak akan memperlambat aktivitas sel saraf/otak sebaliknya menghalang adesonin untuk berfungsi. Dampaknya aktivitas otak meningkat dan mengakibatkan hormon epinefrin dirembes. Hormon tersebut akan menaikkan detak jantung, meninggikan tekanan darah, menambah penyaluran darah ke otot-otot, mengurangi penyaluran darah ke kulit dan organ dalam, dan mengeluarkan glukosa dari hati. kafein juga dapat menaikkan permukaan neurotransmitter dopamine di otak.
Kafein dapat dikeluarkan dari otak dengan cepat, tidak seperti alkohol atau perangsang sistem saraf pusat yang lain. kafein tidak mengganggu fungsi mental tinggi dan tumpuan otak. Pengambilan kafein secara berkelanjutan akan menyebabkan badan menjadi toleran dengan kehadiran kafein. Oleh itu, jika pengambilan kafein diberhentikan (proses ini dinamakan "penarikan" atau "tarikan"), badan menjadi terlalu sensitif terhadap adenosin menyebabkan tekanan darah turun secara mendadak yang seterusnya mengakibatkan sakit kepala dan sebagainya.

D. DAMPAK NEGATIF DAN POSITIF KOPI
Banyak orang mencoba bertahan dengan minum kopi, misalnya, ketika piket malam, lembur kerja, dan sebagainya, kopi dipercaya bisa membantu. Namun konsumsi kopi secara berlebihan dapat menimbulkan banyak masalah, seperti warna gigi berubah, bau mulut, meningkatkan stress, serangan jantung, kemandulan pada pria, gangguan pencernaan, kecanduan dan bahkan penuaan dini. Kafein juga merupakan salah satu penyebab utama sakit kepala. Selain itu mengkonsumsi kopi secara berlebihan dipagi hari dapat meningkatkan tekanan darah, tingkat stress dan memicu produksi hormone penyebab stress selama satu hari penuh. Kafein dalam kopi merangsang kelenjar-kelenjar adrenal, yang dapat meningkatkan salah satu faktor penyebab stres setelah 18 jam. Kafein pada kopi sangat berpotensi meningkatkan tekanan darah serta detak jantung yang banyak dilaporkan menjadi penyebab kebanyakan timbulnya rasa stres yang berkepanjangan pada hari kerja. Efek ini biasanya masih akan terbawa sampai malam hari menjelang waktu tidur. Oleh karena itu setelah minum kopi kita menjadi susah tidur dan gelisah. Kopi juga mengandung sebuah unsur yang disebut terpenoid, yang diketahui dapat meningkatkan kadar kolesterol darah. Hal ini dapat menyebabkan pembuluh darah arteri tersumbat dan akibatnya pembuluh darah ini bekerja terlalu keras.


Gambar 2 Pembuluh darah arteri
Dari gambar dapat kita lihat bahwa pada pembuluh darah arteri terjadi penyumbatan akibat kadar lemak berlebih. Inilah yang membuat tekanan dalam pembuluh meningkat. Hal ini dapat dianalogikan seperti selang yang ujungnya ditekan. Hal ini menyebabkan luas penampang pada ujung selang menyempit sehingga tekanan dalam selang meningkat.


Gabar 3 Tekanan pada selang
Dari gambar dapat diketahui bahwa luas penampang berbanding terbalik dengan kecepatan alir.
A1 V1 = A2 V2 (3)
Semakin besar luas penampang, maka kecepatan aliran semakin kecil, demikian juga sebaliknya.
Efek lain dari kafein yakni dapat menyebabkan proses pelepasan muatan listrik yang berlebihan dan tak teratur dari sel otak bayi karena kekurangan oksigen dan dapat menyebabkan kerusakan sel otak terutama bagian otak besar yang mengontrol memori. Kafein juga merupakan diuretik (zat yang membuat Anda mengeluarkan air seni lebih banyak).
Walaupun banyak dampak negatifnya, ada beberapa keuntungan yang berhubungan dengan kebiasaan minum kopi. Kopi tidak memiliki nilai nutrisi yang nyata bagi tubuh, kecuali anda menambahkan krim atau susu ke dalamnya. Keuntungan tersebut antara lain sebagai perangsang dalam melakukan berbagai aktivitas, variasi jenis minuman, dan mencegah kanker prostat. Penemuan terbaru bahwa kopi dapat mencegah diabetes. Hal ini karena rasa kopi yang pahit dan minimnya kadar gula di dalamnya.
Selain itu, senyawa kafein yang tergolong alkaloid itu sebetulnya juga mampu meningkatkan kewaspadaan saraf motorik. Kafeinpun menimbulkan perangsangan pada sistem pernafasan dan sistem pembuluh darah dan jantung. Hasilnya orang akan lebih mampu berkonsentrasi dalam melakukan pekerjaannya.


PENUTUP
A. KESIMPULAN
Dari uraian pada pembahasan penulis menyimpulkan bahwa:
1. Aliran darah dapat diperikan dengan kecepatan linear (V) dan tekanannya (P). kecepatan linear adalah fungsi waktu dan titik dalam ruangan yang diukur. Tekanan, P, adalah gaya persatuan luas fluida. Selain itu tekanan juga dapat diartikan sebagai suatu tegangan dan mempunyai dimensi gaya persatuan luas. Dalam system SI diukur dalam N/m2
Tekanan = P = F/A
2. Satu cangkir kopi mengandung 75-200 mg kafein, dimana dalam satu cangkir tersebut berpotensi meningkatkan tekanan darah 5-10 mmHg.
3. Kafein menghalangi hormon adenosine untuk berfungsi tetapi malah mengakibatkan hormon epinefrin dirembes sehingga dapat menaikkan detak jantung dan meninggikan tekanan darah.
4. Mengonsumsi kopi lebih dari 50 mg per hari akan menimbulkan resiko serangan jantung, gagal ginjal hingga diabetes.

B. SARAN
Kopi sebaiknya dikonsumsi sesuai dengan kebutuhan dan kondisi tubuh. Hal ini merupakan jalan terbaik demi menemukan lebih banyak manfaat daripada kerugian, karena cara pengonsumsian yang benar akan mendukung pola hidup yang sehat.


DAFTAR RUJUKAN
Eugene ackerman, Lynda B.M, Lawrence E. William.1988. Ilmu Biofisika.
Gabriel, J.F. 1996. Fisika Kedokteran. Jakarta:Buku kedokteran EGC
Ruslan hani, ahmadi. 2007. Fisika Kesehatan. Jogjakarta:Mitra Cendika Press
Surabaya:Airlangga University press
http://piptag.files.wordpress.com/2007/09/venturifixed2.png?w=381&h=397
http://images.google.co.id
http://www.hanyawanita.com/mylanta/article/article.php?article_id=4261
http://www.resep.web.id/kesehatan/kopi-tak-seburuk-yang-dikira.htm
http://www.sahabatnestle.co.id/HOMEV2/main/nescafe/master2.asp?page=news&id=4
http://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan_darah

Senin, 28 Desember 2009

hidup

hidup ini indah......