Horace Wells

Horace Wells (1815-1895): Awal Penggunaan Gas Ketawa sebagai Anestetik

Ditulis oleh Sandri Justiana pada 06-04-2006

Untuk menghilangkan rasa sakit selama operasi bedah, dokter biasanya menggunakan obat pemati rasa (anestetik). Salah satu anestetik yang sering digunakan adalah gas dinitrogen monoksida. Gas yang ditemukan Joseph Priestley ini disebut juga gas ketawa karena dapat menyebabkan orang yang menghirupnya tertawa terbahak-bahak. 

Pada mulanya, gas ketawa hanya digunakan sebagai alat untuk menghibur dalam suatu pertunjukan. Revolusi penggunaan gas ketawa dari sekedar alat hiburan menjadi obat pemati rasa bermula dari peristiwa pada 10 Desember 1844. Pada tanggal tersebut, seorang dokter gigi bernama Horace Wells beserta istrinya sedang menonton pertunjukan gas ketawa. Pertunjukan yang dipandu Quincy Colton tersebut mendemonstrasikan efek dari gas ketawa. Colton meminta beberapa penonton untuk menghirup gas ketawa. Samuel Cooley, salah seorang yang ikut menghirup gas ketawa menunjukkan perilaku aneh. Perilaku Cooley menjadi kasar. Ia dan penonton lainnya berkelahi hingga babak belur. Akibat perkelahian itu, Cooley menjadi terluka dan tubuhnya penuh dengan darah. Meskipun demikian, Cooley tidak merasa sakit. Ia baru merasakan sakit setelah pengaruh gas ketawa habis. 

Kejadian tersebut rupanya menginspirasi Wells untuk menggunakan gas ketawa dalam operasi pencabutan gigi. Pada saat itu, pencabutan gigi sangat menyakitkan. Menurut pemikiran Wells, jika gas ketawa dapat membuat orang tahan terhadap sakit yang dideritanya seperti yang dialami Colley, hal yang sama juga mungkin akan dirasakan pasiennya seandainya mereka diberikan gas ketawa.


Sumber: Virtual Museum of Anesthesiology
Ilustrasi yang melukiskan penggunaan gas ketawa sebagai alat hiburan

Horace Wells tidak menunggu waktu untuk menguji dugaannya. Keesokan harinya, ia meminta rekan kerjanya, yaitu dokter John Riggs untuk mencabut gigi gerahamnya yang telah membusuk. Sebelumnya, Wells menghirup gas ketawa yang diperolehnya dari Colton. Begitu Wells tidak sadarkan diri, dokter Riggs segera mencabut gigi. Operasi berjalan lancar. Pengaruh gas ketawa yang dihirup Wells habis seiring berakhirnya operasi. Wells mengaku bahwa ia tidak merasakan sakit selama operasi. Wells kemudian meminta Colton untuk mengajarinya cara membuat dan menggunakan gas ketawa. 


Sumber: Internet
Horace Wells menghirup gas ketawa sebelum giginya dicabut


Dicemooh

Wells kemudian mempunyai ide untuk menyebarluaskan penemuannya kepada khalayak. Semangat Wells semakin menggebu setelah bertemu dengan mantan muridnya, William Morton. Morton menganjurkan Wells agar mendemonstrasikan penggunaan gas ketawa dalam operasi pencabutan gigi di tempat umum. 

Pada Januari 1845 sesuai dengan rencana, demontrasi pun dilakukan di Harvard Medical School di Boston. Demontrasi tersebut menarik sebagian besar siswa untuk menghadirinya. Salah seorang pengunjung bersedia untuk menjadi kelinci percobaan Wells. Ia lalu menghirup gas ketawa. Sayang, Wells gugup dan tidak sabar untuk segera mengetahui hasilnya. Ia mencabut gigi pada saat gas ketawa belum bekerja mematikan rasa. Alhasil si pasien menjerit kesakitan pada saat giginya dicabut.Demonstrasi Wells gagal total. Para pengunjung mencemooh Wells sebagai penipu.

Disanjung Masyarakat Paris

Sumber: internet Patung Wells

Mulanya Wells sempat putus asa karena demonstrasinya gagal. Rumah dan tempat praktik giginya di Hartford dijual. Namun, bukan berarti Wells menyerah begitu saja. Ia tetap yakin bahwa gas ketawa dapat digunakan sebagai obat pemati rasa dalam operasi pencabutan gigi. Wells kemudian berkeliling Eropa untuk memperkenalkan penggunaan gas ketawa sebagai zat anestetik sambil berharap banyak orang yang mempercayainya. 

Ketika Wells berkunjung ke Paris, Organisasi Kedokteran Paris (Paris Medical Society) tertarik dengan demontrasinya. Berbeda dengan masyarakat Boston yang mencemoohnya, masyarakat Paris justru menyanjungnya. Gas ketawa digunakan para dokter gigi Paris sebagai obat pemati rasa dalam operasi pencabutan gigi. Tidak heran jika di Paris berdiri kokoh patung Horace Wells sebagai tanda penghargaan masyarakat Paris atas sumbangsih Wells. 

Pada saat Wells merasa bahagia karena idenya diterima masyarakat Paris, ia kembali terluka. Pangkal masalahnya adalah surat William Morton yang mengabarkan bahwa ia berhasil menemukan eter sebagai anestetik pengganti gas ketawa. Wells sakit hati karena merasa idenya telah dicuri muridnya sendiri. Ia pun segera kembali ke New York. Masyarakat ternyata lebih mempercayai eter yang digunakan Morton sebagai anestetik dibandingkan gas ketawa. Wells semakin terpuruk tatkala mengetahui adanya penemuan kloroform sebagai anestetik. Dengan penemuan eter dan kloroform, penggunaan gas ketawa semakin dipandang sebelah mata.

Meninggal bunuh diri

Karena penasaran dengan khasiat kloroform sebagai anestetik, suatu hari pada bulan Januari 1848, Wells melakukan percobaan dengan menggunakan kloroform selama seminggu. Ia melakukannya sendiri. Akibat dari perbuatannya itu cukup mengerikan. Wells menjadi ketagihan dan lambat laun menjadi gila. Hingga suatu hari, dalam keadaan mabuk parah, Wells berlari ke jalanan dan menumpahkan asam sulfat yang mengenai dua orang wanita tuna susila. Atas tindakan brutalnya, ia dijebloskan ke penjara. Setelah sadar, Wells sangat menyesali tindakan bodohnya. Ia akhirnya putus asa dan mengakhiri hidupnya dengan cara bunuh diri pada 23 Januari 1848. Wells menghirup kloroform, kemudian menyayat nadinya dengan silet. 

Sangat disayangkan, tokoh yang berjasa mengenalkan penggunaan obat bius dalam dunia kedokteran mengakhiri hidupnya dengan bunuh diri. Horace Wells layak diberi penghargaan atas ide-ide cemerlangnya. Meskipun Horace Wells bukan penemu gas ketawa, dialah yang pertama kali menggunakan gas ketawa untuk tujuan medis. Pengakuan Wells sebagai penemu anestesi harus menunggu 18 tahun setelah kematiannya. Pada tahun 1864, Asosiasi Dokter Gigi Amerika Serikat memberikan penghargaan kepada Wells sebagai penemu anestesi. Empat tahun kemudian, Asosiasi Dokter Amerika mengikuti jejak Asosiasi Dokter Gigi Amerika Serikat dengan mengakui Wells sebagai penemu anestesi.

Niels Bohr

Niels Bohr (1885-1962): Pioner mekanika kuantum

Ditulis oleh Nolly Dwi SB pada 16-07-2007

Teori struktur atom mempunyai seorang bapak. Dia itu Niels Henrik David Bohr yang lahir tahun 1885 di Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas Copenhagen. Tak lama sesudah itu dia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ dia belajar di bawah asuhan J.J. Thompson, ilmuwan kenamaan yang menemukan elektron. Hanya dalam beberapa bulan sesudah itu Bohr pindah lagi ke Manchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya menemukan nucleus (bagian inti) atom. Adalah Rutherford ini yang menegaskan (berbeda dengan pendapat-pendapat sebelumnya) bahwa atom umumnya kosong, dengan bagian pokok yang berat pada tengahnya dan elektron di bagian luarnya. Tak lama sesudah itu Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang struktur atom.

Kertas kerja Bohr yang bagaikan membuai sejarah "On the Constitution of Atoms and Molecules," diterbitkan dalam Philosophical Magazine tahun 1933.

Teori Bohr memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planit mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya sekitar bagian pokok, tetapi dengan perbedaan yang sangat penting: bilamana hukum-hukum fisika klasik mengatakan tentang perputaran orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa elektron-elektron dalam sebuah atom hanya dapat berputar dalam orbitnya dalam ukuran spesifik tertentu. Atau dalam kalimat rumusan lain: elektron-elektron yang mengitari bagian pokok berada pada tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi. Elektron dapat berpindah dari lapisan dalam ke lapisan luar jika menyerap energi. Sebaliknya, elektron akan berpindah dari lapisan luar ke lapisan lebih dalam dengan memancarkan energi.

Teori Bohr memperkenalkan perbedaan radikal dengan gagasan teori klasik fisika. Beberapa ilmuwan yang penuh imajinasi (seperti Einstein) segera bergegas memuji kertas kerja Bohr sebagai suatu "masterpiece," suatu kerja besar; meski begitu, banyak ilmuwan lainnya pada mulanya menganggap sepi kebenaran teori baru ini. Percobaan yang paling kritis adalah kemampuan teori Bohr menjelaskan spektrum dari hydrogen atom. Telah lama diketahui bahwa gas hydrogen jika dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akan mengeluarkan cahaya. Tetapi, cahaya ini tidaklah mencakup semua warna, tetapi hanya cahaya dari sesuatu frekuensi tertentu. Nilai terbesar dari teori Bohr tentang atom adalah berangkat dari hipotesa sederhana tetapi sanggup menjelaskan dengan ketetapan yang mengagumkan tentang gelombang panjang yang persis dari semua garis spektral (warna) yang dikeluarkan oleh hidrogen. Lebih jauh dari itu, teori Bohr memperkirakan adanya garis spektral tambahan, tidak terlihat pada saat sebelumnya, tetapi kemudian dipastikan oleh para pencoba. Sebagai tambahan, teori Bohr tentang struktur atom menyuguhkan penjelasan pertama yang jelas apa sebab atom punya ukuran seperti adanya. Ditilik dari semua kejadian yang meyakinkan ini, teori Bohr segera diterima, dan di tahun 1922 Bohr dapat,hadiah Nobel untuk bidang fisika.

Tahun 1920 lembaga Fisika Teoritis didirikan di Kopenhagen dan Bohr jadi direkturnya. Di bawah pirnpinannya cepat menarik minat ilmuwan-ilmuwan muda yang brilian dan segera menjadi pusat penyelidikan ilmiah dunia.

Tetapi sementara itu teori struktur atom Bohr menghadapi kesulitan-kesulitan. Masalah terpokok adalah bahwa teori Bohr, meskipun dengan sempurna menjelaskan kesulitan masa depan atom (misalnya hidrogen) yang punya satu elektron, tidak dengan persis memperkirakan spektra dari atom-atom lain. Beberapa ilmuwan, terpukau oleh sukses luar biasa teori Bohr dalam hal memaparkan atom hidrogen, berharap dengan jalan menyempurnakan sedikit teori Bohr, mereka dapat juga menjelaskan spektra atom yang lebih berat. Bohr sendiri merupakan salah seorang pertama yang menyadari penyempurnaan kecil itu tak akan menolong, karena itu yang diperlukan adalah perombakan radikal. Tetapi, bagaimanapun dia mengerahkan segenap akal geniusnya, toh dia tidak mampu memecahkannya.

Pemecahan akhirnya ditemukan oleh Werner Heisenberg dan lain-lainnya, mulai tahun 1925. Adalah menarik untuk dicatat di sini, bahwa Heisenberg –dan umumnya ilmuwan yang mengembangkan teori baru– belajar di Kopenhagen, yang tak syak lagi telah mengambil manfaat yang besar dari diskusi-diskusi dengan Bohr dan saling berhubungan satu sama lain. Bohr sendiri bergegas menuju ide baru itu dan membantu mengembangkannya. Dia membuat sumbangan penting terhadap teori baru, dan liwat disuksi-diskusi dan tulisan-tulisan, dia menolong membikin lebih sistematis.

Tahun 1930-an lebih menunjukkan perhatiannya terhadap permasalahan bagian pokok struktur atom. Dia mengembangkan model penting "tetesan cairan" bagian pokok atom. Dia juga mengajukan masalah teori tentang "kombinasi bagian pokok" dalam reaksi atom untuk dipecahkan. Tambahan pula, Bohr merupakan orang yang dengan cepat menyatakan bahwa isotop uranium yang terlibat dalam pembagian nuklir adalah U235. Pernyataan ini punya makna penting dalam pengembangan berikutnya dari bom atom.

Dalam tahun 1940 balatentara Jerman menduduki Denmark. Ini menempatkan diri Bohr dalam bahaya, sebagian karena dia punya sikap anti Nazi sudah tersebar luas, sebagian karena ibunya seorang Yahudi. Tahun 1943 Bohr lari meninggalkan Denmark yang jadi daerah pendudukan, menuju Swedia. Dia juga menolong sejumlah besar orang Yahudi Denmark melarikan diri agar terhindar dari kematian dalam kamar-kamar gas Hitler. Dari Swedia Bohr lari ke Inggris dan dari sana menyeberang ke Amerika Serikat. Di negeri ini, selama perang berlangsung, Bohr membantu membikin bom atom,

Seusai perang, Bohr kembali kampung ke Denmark dan mengepalai lembaga hingga rohnya melayang tahun 1`562. Dalam tahun-tahun sesudah perang Bohr berusaha keras –walau tak berhasil– mendorong dunia internasional agar mengawasi penggunaan energi atom.

Bohr kawin tahun 1912, di sekitar saat-saat dia melakukan kerja besar di bidang ilmu pengetahuan. Dia punya lima anak, salah seorang bernama Aage Bohr, memenangkan hadiah Nobel untuk bidang fisika di tahun 1975. Bohr merupakan orang yang paling disenangi di dunia ilmuwan, bukan semata-mata karena menghormat ilmunya yang genius, tetapi juga pribadinya dan karakter serta rasa kemanusiaannya yang mendalam.

Kendati teori orisinal Bohr tentang struktur atom sudah berlalu lima puluh tahun yang lampau, dia tetap merupakan salah satu dari tokoh besar di abad ke-20. Ada beberapa alasan mengapa begitu. Pertama, sebagian dari hal-hal penting teorinya masih tetap dianggap benar. Misalnya, gagasannya bahwa atom dapat ada hanya pada tingkat energi yang cermat adalah merupakan bagian tak terpisahkan dari semua teori-teori struktur atom berikutnya. Hal lainnya lagi, gambaran Bohr tentang atom punya arti besar buat menemukan sesuatu untuk diri sendiri, meskipun ilmuwan modern tak menganggap hal itu secara harfiah benar. Yang paling penting dari semuanya itu, mungkin, adalah gagasan Bohr yang merupakan tenaga pendorong bagi perkembangan "teori kuantum." Meskipun beberapa gagasannya telah kedaluwarsa, namun jelas secara historis teori-teorinya sudah membuktikan merupakan titik tolak teori modern tentang atom dan perkembangan berikutnya bidang mekanika kuantum.

John Dalton

John Dalton (1766-1844): Kimiawan dan Pioner Fisika Nuklir

Ditulis oleh Nolly Dwi SB pada 17-08-2007

Dalton dilahirkan tahun 1766 di desa Eaglesfield di Inggris Utara. Sekolah formalnya berakhir tatkala umurnya cuma baru tujuh tahun, dan dia hampir sepenuhnya belajar sendiri dalam ilmu pengetahuan. Dia seorang anak muda yang senantiasa memahami sesuatu lebih dulu dari rata-rata orang normal, dan ketika umurnya mencapai dua belas tahun dia sudah jadi guru. Dan dia menjadi guru atau pengajar pribadi hampir sepanjang hidupnya. Ketika umurnya meningkat lima belas tahun dia pindah ke kota Kendal, umur dua puluh enam ke Manchester dan menetap di situ hingga napas penghabisan keluar dari tenggorokannya tahun 1844. Mungkin perlu diketahui, dia tak pernah kawin.

Dalton menjadi tertarik dengan meteorologi di tahun 1787 tatkala umurnya dua puluh satu tahun. Enam tahun kemudian dia terbitkan buku tentang masalah itu. Penyelidikannya tentang udara dan atmosfir membangkitkan minatnya terhadap kualitas gas secara umum. Dengan melakukan serentetan percobaan, dia temukan dua hukum yang mengendalikan perilaku gas. Pertama, yang disuguhkan Dalton tahun 1801, menegaskan bahwa volume yang diisi gas adalah proporsiona1 dengan suhunya. (Ini umumnya dikenal dengan "hukum Charles" sesudah ilmuwan Perancis yang menemukannya beberapa tahun sebelum Dalton, tetapi gagal menerbitkan hasil penyelidikannya). Kedua, juga disuguhkan tahun 1801, dikenal dengan julukan "hukum Dalton" tentang tekanan bagian per bagian.

Menjelang tahun 1804, Dalton sudah merumuskan dia punya teori atom dan menyiapkan daftar berat atom. Tetapi, buku utamanya A New System of Chemical Philosophy baru terbit tahun 1808. Buku ini membuatnya termasyhur, dan dalam tahun-tahun berikutnya, bunga penghargaan ditabur orang di atas kepalanya.

Secara kebetulan, Dalton menderita sejenis penyakit buta warna. Keadaan ini malah membangkitkan keinginan tahunya. Dia pelajari masalah itu, dan menerbitkan kertas kerja ilmiah tentang buta warna, suatu topik yang pertama kalinya ditulis orang!

John Dalton-lah ilmuwan Inggris yang di awal abad ke-19 mengedepankan hipotesa atom ke dalam kancah ilmu pengetahuan. Dengan perbuatan ini, dia menyuguhkan ide kunci yang memungkinkan kemajuan besar di bidang kimia sejak saat itu.

Supaya jelas, dia bukanlah orang pertama yang beranggapan bahwa semua obyek material terdiri dari sejumlah besar partikel yang teramat kecil dan tak terusakkan yang disebut atom. Pendapat ini sudah pernah diajukan oleh filosof Yunani kuno, Democritus (360-370 SM?), bahkan mungkin lebih dini lagi. Hipotesa itu diterima oleh Epicurus (filosof Yunani lainnya), dan dikedepankan secara brilian oleh penulis Romawi, Lucretius (meninggal tahun 55 SM), dalam dia punya syair yang masyhur "De rerum natura" (Tentang hakikat benda).

Teori Democritus (yang tidak diterima oleh Aristoteles) tidak diacuhkan orang selama Abad Pertengahan, dan punya sedikit pengaruh terhadap ilmu pengetahuan. Meski begitu, beberapa ilmuwan terkemuka dari abad ke-17 (termasuk Isaac Newton) mendukung pendapat serupa. Tetapi, tak ada teori atom dikemukakan ataupun digunakan dalam penyelidikan ilmiah. Dan lebih penting lagi, tak ada seorang pun yang melihat adanya hubungan antara spekulasi filosofis tentang atom dengan hal-hal nyata di bidang kimia.

Itulah keadaannya tatkala Dalton muncul. Dia menyuguhkan "teori kuantitatif" yang jelas dan jernih yang dapat digunakan dalam penafsiran percobaan kimia, dan dapat dicoba secara tepat di laboratorium.

Meskipun terminologinya agak sedikit berbeda dengan yang kita gunakan sekarang, Dalton dengan jelas mengemukakan konsep tentang atom, molekul, elemen dan campuran kimia. Dia perjelas itu bahwa meski jumlah total atom di dunia sangat banyak, tetapi jumlah dari pelbagai jenis yang berbeda agak kecil. (Buku aslinya mencatat 20 elemen atau kelompok atom; kini sedikit di atas 100 elemen sudah diketahui).

Meskipun perbedaan tipe atom berlainan beratnya, Dalton tetap berpendapat bahwa tiap dua atom dari kelompok serupa adalah sama dalam semua kualitasnya, termasuk "mass" (kuantitas material dalam suatu benda diukur dari daya tahan terhadap perubahan gerak). Dalton memasukkan di dalam bukunya satu daftar yang mencatat berat relatif dari pelbagai jenis atom yang berbeda-beda, daftar pertama yang pernah disiapkan orang dan merupakan kunci tiap teori kuantitatif atom.

Dalton juga menjelaskan dengan gamblang bahwa tiap dua molekul dari gabungan kimiawi yang sama terdiri dari kombinasi atom serupa. (Misalnya, tiap molekul "nitrous oxide" (N₂O) terdiri dari dua atom nitrogen dan satu atom oksigen). Dari sini membentuk sesuatu gabungan kimiawi tertentu –tak peduli bagaimana bisa disiapkan atau di mana diperoleh– senantiasa terdiri dari elemen yang sama dalam proporsi berat yang sepenuhnya sama. Ini adalah "hukum proporsi pasti," yang telah diketemukan secara eksperimentil oleh Joseph Louis Proust beberapa tahun lebih dulu.

Begitu meyakinkan cara Dalton menyuguhkan teori ini, sehingga dalam tempo dua puluh tahun dia sudah diterima oleh mayoritas ilmuwan. Lebih jauh dari itu, ahli-ahli kimia mengikuti program yang diusulkan oleh bukunya: tentukan secara persis berat relatif atom; analisa gabungan kimiawi dari beratnya; tentukan kombinasi yang tepat dari atom yang membentuk tiap kelompok molekul yang punya kesamaan ciri. Keberhasilan dari program ini sudah barang tentu luar biasa.

Ahmed H. Zewail

Ahmed H. Zewail, peraih nobel yang mencerahkan proses reaksi kimia

Ditulis oleh Hitrisia Syska pada 01-09-2007

Ahmed H. Zewail terserang demam sepanjang akhir pekan. Ketika beliau menerima telepon dari Royal Swedish Acedemy of Sciences, penyakit demamnya mendadak hilang. Siapakah Ahmed H. Zewail?

Ahmed H. Zewail adalah seorang Professor di California Institute of Technology yang mendapatkan hadiah Nobel dalam bidang Femtokimia. Beliau menemukan teknik dan kamera laser untuk memantau pergerakan atom atom dalam reaksi kimia. Kamera ini bekerja pada kecepatan femtodetik, suatu skala kecepatan dimana reaksi reaksi kimia terjadi. 1 Femtodetik adalah 10^-15 detik. Penelitian Professor Zewail telah melahirkan cabang baru di bidang kimia yaitu Femtokimia.

Kamera laser hasil penemuan Professor Zewail bekerja dengan memadukan 2 sinar yang dihasilkan molekul molekul dalam sebuah ruang vakum. Laser tersebut kemudian menginjeksikan 2 sinyal. Pertama, sinyal pompa, mengeksitasi molekul ke tingkat energi yamg lebih tinggi.Kedua,sinyal sampel,mendeteksi molekul berdasarkan panjang gelombangnya. Peneliti dapat memvariasikan waktu interval antara dua pulsa untuk menetapkan berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh molekul untuk berpindah.

Sebelum perkembangan femtokimia, kita hanya dapat berteori tentang bagaimana atom atom bertemu dan bergabung. Kamera laser hasil penemuan prof. Zewail memungkinkan para peneliti untuk mengamati reaksi reaksi kimia dalam gerak lambat. Hal ini memungkinkan para ilmuwan tersebut untuk menjawab beberapa pertanyaan penting seperti bagaimana temperatur mempengaruhi reaksi dan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi terjadinya suatu reaksi.