Teknologi yang terinspirasi dari stomata tanaman kaktus adalah

KOMPAS.com - Struktur jaringan tumbuhan sangat kompleks dan setiap bagiannya memiliki manfaat. Sehingga tumbuhan digunakan sebagai model dalam perkembangan teknologi. Inilah beberapa teknologi yang terinspirasi dari tumbuhan:

Velcro

Pada tahun 1955, George de Mestral memperhatikan bahwa tanaman burdock burrs sering menempel pada bulu anjingnya.

Rasa penasaran membuat Mestral mempelajari bagaimana tanaman burrs dapat menempel pada bulu. Setelah dilihat dari mikroskop, tanaman burrs memiliki kaitan pada ujung durinya, membuatnya dapat menempel dengan baik.

Hal ini menginspirasinya untuk membuat Velcro, perekat yang dapat digunakan berkali-kali. Velcro digunakan pada tas, baju, dan bahan non logam lainnya.

Baca juga: 6 Fakta Unik dari Bunga Teratai

Lapisan Anti Air

Pernahkah kamu melihat bunga teratai? Bunga teratai hidup di air yang kotor dan berlumpur. Meski hidup dilingkungan yang kotor, daun teratai tetap sangat bersih hal ini dikarenakan struktur permukaan daun teratai.

KOMPAS.com/AJI YK PUTRA Kaktus mini jenis Cephalocereus Senilis yang ada di Kampung Kaktus Palembang, Sumatera Selatan, Sabtu [10/10/2020]. Saat ini penjualan kaktus mini sebagai tanaman hias mengalami peningkatan 200 persen semenjak pandemi Covid-19.

Daun teratai memiliki sifat yang superhydrophobic atau sangat anti air.

Dilansir dari Teach Engineering, sifat superhydrophobic membuat teratai anti air dan dapat membersihkan diri sendiri. Sifat ini membuatnya tetap kering, tidak dihinggapi jamur, bakteri, dan kotoran apapun atau disebut dengan efek lotus.

Efek lotus ini menginspirasi ilmuan untuk membuat cat yang bisa membuat suatu permukaan bersifat superhydrophobic. Penggunaan cat superhydrophobic membuat suatu material tahan lama, anti air, dan anti bakteri, serta dapat membersihkan dirinya sendiri.

Baca juga: Dongkrak Ekonomi, Jabar Ekspor Sayur hingga Kaktus

Sensor Cahaya

Kaktu merupakah tanaman yang dapat tumbuh dengan baik walaupun berada pada lingkungan yang sangat kering seperti gurun.

britannica.com Proses fotosintesis

Kaktus dapat tumbuh di gurun bukan karena tidak membutuhkan air, namun kaktus dapat menyimpan air dan mengurangi penguapan oleh stomatanya.

Stomata kaktus dapat mendeteksi cahaya, saat terkena cahaya matahari stomata akan menuntup sehingga air didalam tubuh kaktus tidak menguap. Sistem deteksi cahaya pada stomata kaktus kemudian diaplikasikan oleh para ilmuan menjadi sensor cahaya.

Sensor ini dapat mendeteksi keberadaan cahaya. Salah satu contoh adalah lampu yang dapat menyala otomatis saat gelap dan mati saat terang. Penggunaan sensor cahaya pada lampu dapat menghemat energi listrik.

Baca juga: Lockdown Corona Bikin Panel Surya Bekerja Lebih Baik, Kok Bisa?

SHUTTERSTOCK/FOXBAT Ilustrasi panel surya.

Panel Surya

Tumbuhan dapat membuat makanan dan menghasilkan energinya sendiri dari cahaya Matahari. Cahaya Matahri ditangkap oleh klorofil dan diubah menjadi oksigen dan energi.

Dilansir dari Phys.org, pada proses fotosintesis cahaya masuk, elektron bergerak melintasi membran dan tidak pernah kembali. Dalam fotosintesis elektron selalu berjalan satu jalur, membuat tumbuhan sangat efisien dalam mengubah energi Matahari.

Dari proses fotosintesis inilah ilmuan terinspirasi untukmenciptakan panel surya. Dilansir dari Live Science, partikel foton dari cahaya Matahari menumbuk panel surya dan memberikan energi pada elektron.

Energi ini membuat listrik mengalir pada semikonduktor panel surya, kemudian listrik ini bisa disimpai dalam baterai atai accu.

Selainpanel surya berbentuk kaca, ada juga panel surya berbentuk gelembung yang sangat ringan dan tipis yaitu sel surya parylene. Walaupun ringan dan tipis, sel surya parylene mampu melekat pada permukaan dengan kuat dan menghasilkan listrik dengan stabil dan efisien.

Baca juga: Teknologi Filter Hasilkan Air Minum Sehat

Filter Air Asin

Pohon bakau hidup dipesisir pantai yang airnya asin dan berlumpur., namun bukan berarti pohon bakau mengonsumsi air asin. Bakau menyerap air laut dan menyaringnya dengan sangat, sehingga garam laut tidak dapat masuk ketubuhnya.

Para ilmuan menemukan bahwa penyaringan bakau sangat luar biasa dan mulai mengembangkan filter air yang terinspirasi oleh akar bakau yang disebut dengan membran biomimetik.

Dilansir dari Water Tech Online, membran biomimetik untuk penyaringan air dapat menyaring polusi air dan juga menghilangkan garam dalam air.

TRIBUNNEWS.COM - Berikut teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan.

Tumbuhan memiliki struktur organ dan jaringan yang menyusun tumbuhan tersebut.

Selain itu, struktur organ dan jaringan pada tumbuhan memiliki fungsi yang berbeda-beda.

Struktur organ dan jaringan tumbuhan tersebut kemudian menginspirasi manusia untuk mengembangkan teknologi yang memiliki banyak manfaat bagi manusia.

Baca juga: Struktur dan Fungsi Jaringan pada Akar, Batang dan Daun serta Bagian yang Berperan pada Fotosintesis

Berikut teknologi yang terinspirasi dari struktur jaringan tumbuhan, dikutip dari repositori.kemdikbud.go.id:

1. Panel surya [solar cell]

Panel surya merupakan alat yang dapat mengubah sinar matahari menjadi energi listrik.

Ketika cahaya matahari menabrak permukaan panel surya menyebabkan elektron [partikel penyusun atom yang bermuatan negatif] pada panel surya bergerak melalui suatu konduktor dan menjadi arus listrik.

Mekanisme kerja panel surya ini terinspirasi oleh mekanisme fotosintesis yang terjadi pada daun tumbuhan.

Pada proses fotosintesis juga dibutuhkan cahaya dan zat hijau daun yang disebut klorofil.

Melalui fotosintesis ini dihasilkan oksigen [O2] dan glukosa [C6H12O6].

Saat daun terkena sinar matahari, klorofil akan menyerap energi cahaya.

Elektron pada kompleks klorofil akan bergerak melalui suatu saluran dan menyebabkan muatan positif ikut bergerak.

Muatan positif ini selanjutnya bergerak menuju kompleks enzim yang berfungsi menghasilkan energi kimia berupa ATP dan NADPH.

Energi ATP dan NADPH ini selanjutnya akan digunakan untuk mengubah CO2 menjadi glukosa.

Selanjutnya, terdapat tumbuhan yang merambat pada dinding rumah yang sering dijumpai.

Tumbuhan yang tumbuh merambat pada dinding rumah, misalnya tumbuhan sirih.

Selain sirih, banyak jenis tumbuhan yang hidupnya merambat, misalnya bunga ivy.

Bunga ivy merupakan tumbuhan yang banyak hidup di Benua Eropa.

Tumbuhan tersebut merambat pada dinding bangunan agar mendapatkan sinar matahari yang diperlukan untuk fotosintesis.

Apabila masyarakat mencermati daun yang tumbuh, pasti daun-daun tumbuhan itu menghadap ke arah datangnya sinar matahari.

Pertumbuhan tumbuhan yang merambat dan struktur daun tumbuhan tersebut menginspirasi ilmuwan untuk mengembangkan pembangkit listrik.

Pembangkit listrik tersebut dikenal dengan “solar ivy”.

Solar ivy ini dapat dipasang dengan pola sesuai dengan keinginan manusia sehingga memiliki nilai estetika yang bagus.

Namun, tetap dapat menghasilkan energi listrik dari sinar matahari.

2. Sensor cahaya

Ketika seseorang mengamati lampu penerangan jalan, beberapa lampu penerangan jalan tersebut 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 light-dependent 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 apabila terkena cahaya, dengan kata lain jika terdapat cahaya, alat ini mampu menghantarkan listrik.

Saat menjelang pagi, sinar matahari akan mengenai fotoresistor.

Hal ini menyebabkan listrik mengalir menuju sakelar.

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.

Mekanisme pada lampu penerangan tersebut juga terinspirasi oleh mekanisme yang terjadi pada tumbuhan.

Kemudian, terdapat tanaman yang dapat hidup dengan cuaca yang panas, yaitu 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.

3. Lapisan pelindung dan pengilap

Tentu masyarakat tidak asing lagi dengan tanaman talas atau daun teratai.

Ketika seseorang melihat kedua daun tanaman tersebut, kedua daun pada tanaman tersebut pasti terlihat sangat bersih dan tahan air.

Apabila dilihat melalui mikroskop, penampang melintang dari kedua daun tersebut dan terlihat pada permukaan daun terdapat lapisan tebal yang disebut kutikula.

Kutikula ini 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 maka tidak akan membasahi daun.

Lapisan lilin ini juga mampu mencegah menempelnya debu atau kotoran lain dan membuat daun tetap bersih.

Selain itu, ternyata 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.

4. Alat pemurnian air

Masyarakat juga tidak asing lagi dengan tanaman eceng gondok.

Air di sekitar tanaman eceng gondok terlihat jernih.

Pada umumnya, perairan yang ditumbuhi eceng gondok kondisi airnya jernih.

Ketika seseorang melihat akar eceng gondok, akar eceng gondok terlihat berbentuk serabut-serabut yang banyak dan rapat.

Akar-akar ini mampu menyerap partikel-partikel yang terlarut dalam air sehingga air menjadi bersih.

Bahkan, zat-zat berbahaya seperti racun pun dapat diserap oleh eceng gondok.

Kemudian, apabila mengamati membran sel akar secara lebih teliti dengan menggunakan mikroskop elektron, maka akan terlihat lubang-lubang atau saluran kecil pada membran sel akar.

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.

Selain menginspirasi untuk mengembangkan teknologi, struktur organ dan jaringan tumbuhan juga menginspirasi bentuk rancangan bangunan.

Misalnya, gedung teater Esplanade di Singapura yang terinspirasi dari struktur kulit buah durian.

Lapisan terluar dari atap gedung tersebut berbentuk segitiga seperti duri pada durian.

Selain itu, atap tersebut dapat diatur untuk mengikuti pergerakan matahari, sehingga dapat menjaga intensitas cahaya yang masuk dalam gedung.

[Tribunnews.com/Katarina Retri]

Artikel lainnya terkait Materi Sekolah

Video yang berhubungan