Sains Disebalik Lava Lamp

Lava Lamp menyimpan rahsia sains yang unik.

Tiada apa yang menarik pada Lava Lamp sekiranya anda melihatnya sebagai sebuah lampu. Namun pada penciptaan ‘Lava Lamp’ ini tersimpan prinsip sains yang membolehkan ianya direka sedemikian rupa. Ia adalah berasaskan prinsip sains yang ringkas namun memerlukan sedikit ketelitian bagi memastikan ‘Lava Lamp’ yang dihasilkan memberikan hasil yang memuaskan.

‘Lava Lamp’ direka pada tahun 1963 oleh seorang accountant British iaitu Edward Craven Walker yang juga merupakan pengasas kepada syarikat Mathmos yang mengeluarkan lampu. Keunikan ‘Lava Lamp’ adalah ia mengandungi cecair bewarna yang akan turun dan naik di dalam satu lagi cecair lutsinar yang membolehkan ia diterangi oleh cahaya lampu di bawahnya.

Mungkin ramai yang mengetahui bahawa, lampu yang berada di bahagian bawah ‘Lava Lamp’ memanaskan cecair bewarna dan membolehkan ianya naik ke bahagian atas dan turun semula apabila ianya menyejuk. Walaupun ini adalah benar, namun kesesuaian cecair yang digunakan perlulah tepat bagi memastikan konsep rekaan ‘Lava Lamp’ boleh dicapai.

Terdapat pelbagai rekaan lampu 'Lava Lamp'.

Pergerakan cecair di dalam 'Lava Lamp' disebabkan haba dari lampu.

Dalam rekaan ‘Lava Lamp’ dua cecair berbeza yang digunakan perlu mempunyai ketumpatan yang hampir sama, namun begitu ia juga tidak boleh larut di antara satu sama lain. Walaupun air dan minyak tidak boleh larut antara saru sama lain, namun ketumpatannya adalah terlalu jauh berbeza, jadi ianya tidak sesuai digunakan. Antara cecair yang digunakan antaranya termasuklah air dan juga cecair tanpa warna, tembus cahaya, atau cecair legap daripada gabungan minyak mineral, lilin parafin dan juga  carbon tetrachloride. Kebiasaannya cecair-cecair ini diwarnakan mengikut kesesuaian.

Hari ini Lava Lamp dihasilkan menggunakan cecair yang berbeza-beza mengikut pengeluar malah ia juga turut dihasilkan oleh individu sebagai hobi. Cecair carbon tetrachloride juga tidak digunakan lagi kerana ianya adalah toksid yang boleh mendatangkan bahaya kepada manusia. Malah cecair yang digunakan untuk menghasilkan Lava Lamp juga biasanya menjadi sebahagian rahsia bagi pengeluar-pengeluar yang menghasilkan ‘Lava Lamp’.

Lampu yang digunakan untuk memanaskan cecair di dalam ‘Lava Lamp’ juga adalah penting bagi menentukan masa yang diambil untuk cecair menjadi panas dan bergerak ke bahagian atas lampu. Kebiasaannya lampu pijar berkuasa 25 ke 40 watt digunakan. Ia akan mengambil masa sekitar 45 – 60 minit untuk memanaskan cecair lilin sebelum ianya mampu bergerak ke bahagian atas lampu. Namun begitu, suhu persekitaran juga turut mempengaruhi masa pemanasan ini.

'Lava Lamp' turut dihasilkan oleh peminat hobi.

Pergerakan cecair di dalam 'Lava Lamp'.

Penggunaan lampu ini juga penting, kerana selain memastikan masa yang diperlukan untuk memanaskan cecair di dalam ‘Lava Lamp’ ia juga perlu mengelakkan suhu yang terlalu panas dan menyebabkan lampu pecah/meletup. Jadi pastikan anda tidak menggantikan lampu di dalam ‘Lava Lamp’ dengan lampu yang lain untuk mempercepatkan pemanasannya.

Pergerakan proses pemindahan haba ini berlaku secara perlahan dan menyebabkan ‘Lava Lamp’ merupakan satu proses yang mengambil masa agak lama untuk diperhatikan. Ia mungkin tidak menarik minat semua orang, namun setelah mengetahui akan ‘misteri’ disebalik rekaannya ini, adalah diharap ia tidak lagi dipandang hanya sekadar sebuah lampu hiasan.

Permainan Yang Meningkatkan Minat Anak Anda Kepada Pelajaran

Permainan membantu anak anda memperkembangkan bakat mereka.

Persekitaran dunia moden hari ini jauh berbeza dengan keadaan suatu masa dahulu di mana kanak-kanak banyak berinteraksi dengan dunia luar semasa bermain dan ini membantu merangsang perkembangan otak yang cerdas. Namun hari ini kanak-kanak bergantung dengan permainan-permainan yang disediakan (permainan siap) selain daripada permainan utama iaitu video games.

Sebagai ibubapa ataupun penjaga, menentukan jenis permainan yang betul untuk anak-anak adalah penting. Ini adalah bagi membantu mereka memperkembangkan daya berfikir, kreativiti, membuat keputusan dan sebagainya. Namun tanpa bantuan anda adalah sukar bagi mereka memilih permainan manakah yang boleh memberikan faedah-faedah seperti ini.

Dalam memilih permainan yang sesuai untuk anak-anak anda, pilihlah beberapa ciri utama seperti;

1) Bagaimanakah ia membantu anak anda berfikir dalam menyelesaikan masalah permainan tersebut?

- Permainan seperti Lego merangsang kanak-kanak berfikir dalam menyelesaikan sesuatu rekabentuk yang ingin dihasilkan. Selain itu ia turut merangkumi beberapa faedah yang lain.

- Permainan seperti abacus juga mempunyai faedah yang sama, namun ia memerlukan latihan dan perhatian daripada anda atau individu lain.

Lego antara permainan peransang yang baik.

2) Adakah ia mempunyai kaitan dengan dunia kehidupan seharian terutamanya pendidikan yang merangkumi sains, geografi, astronomi, ekonomi, kreativiti, kognitif dan sebagainya?

- Sesetengah permainan dibina untuk merangsang minat anda terhadap sesuatu bidang kerjaya seperti kedoktoran (set permainan kedoktoran) , astronomi (teleskop), saintis (mikroskop), masakan (set masakan), muzik (peralatan muzik), sukan dan 

sebagainya.

- Sesetengah peralatan permainan lagi dibina menggunakan prinsip-prinsip sains yang boleh meransang minat anak-anak untuk mengetahuinya dengan lebih lanjut seperti bandul (pendulum), lava lamp, permainan magnet, gyroscope, Magnetic Field Viewer, Super Springy dan macam-macam lagi. Permainan berbentuk ini memerlukan kemahiran anda untuk menerangkan bagaimana ianya berfungsi.

- Permainan-permainan seperti ini merupakan titik tolak menentukan kecenderungan anak-anak anda diperingkat awal. Sebaiknya bentuklah mereka mengikut minat mereka berbanding mengikut kemahuan anda.

Permainan sains dan astronomi.

Permainan yang menguji minda.

3) Adakah ia membantu dalam memberikan faedah-faedah lain seperti sensor motor, keseimbangan dan faedah berkaitan kesihatan?

- Sesetengah peralatan permainan mempunyai faedah lain seperti kesihatan dan fleksibiliti sistem badan. Permainan seperti “roller blade”, “skateboard”, badminton, basikal ataupun peralatan kesukanan yang lain mempunyai faedah seperti ini. Pada masa yang sama peralatan permainan ini turut memberi faedah kepada kemahiran berfikir.

- Bagi permainan seperti ini, ibu bapa dan penjaga perlulah memastikan anak-anak mendapat latihan yang cukup serta mematuhi garis-garis keselamatan untuk mengelakkan sebarang kemungkinan yang tidak diingini.

"Roller blades" memerlukan daya imbangan yang tinggi.

4) Bagaimanakah anda boleh membantu untuk menjadikan permainan tersebut mencapai faedah seperti yang diinginkan?

- Ibubapa atau penjaga perlu memastikan bagaimana permainan-permainana yang dipilih dapat memberikan faedah yang positif kepada perkembangan pendidikan dan pemikiran anak-anak. Ini membolehkan ibubapa atau penjaga memastikan objektif permainan tersebut dicapai.

-  Walaupun ini kelihatan seperti membebankan, namun ia akan lebih menyeronokkan apabila anda sendiri terlibat dengan permainan yang dimainkan oleh anak-anak anda. Secara tidak langsung menjadikan mereka lebih fokus kepada hasil permainan mereka.

- Sesetengah permainan juga memerlukan latihan tambahan seperti muzik dan sukan professional. Ibubapa yang dapat mengesan bakat kecenderungan anak-anak mereka di peringkat awal akan berpeluang membantu mereka mengasah bakat ini diperingkat awal.

"Magnetic globe" - menggunakan prinsip magnetic.

Permainan magnet yang menarik "klikyballs".

Masih terdapat banyak ruang untuk kita memastikan anak-anak kita mendapat hiburan yang berfaedah. Melalui pemantauan dan penglibatan kita dengan lebih aktif memastikan mereka dapat memperkembangkan minat, kebolehan serta bakat mereka. Ia juga memberi peluang kepada anda menerokai sesuatu yang baru sekiranya anda belum pernah terlibat dengan minat mereka tersebut. Ia juga dapat merapatkan lagi hubungan kekeluargaan.

Tasik-Tasik Pembunuh di Afrika

Antara mangsa Tasik Nyos di Cameroon.

Mungkin anda berfikir ianya adalah kisah dogengan semata, namun tasik-tasik ini telah meragut ribuan nyawa manusia dan juga banyak lagi hidupan-hidupan lain yang mendiami persekitran tasik-tasik ini. Para saintis cuba menghuraikan misteri tasik ini dan dalam usaha memperbaiki keadaan. Apakah sebenarnya yang terjadi di tasik-tasik ini dan mengapa ia sangat merbahaya?

Antara tasik-tasik merbahaya ini adalah Tasik Kivu yang terletak di antara Congo dan Rwanda. Selain itu tasik-tasik lain adalah Tasik Nyos dan Tasik Monoun keduanya di Cameroon. Tasik-tasik ini mempunyai sejarah hitam di mana ribuan manusia dan haiwan peliharaan mati secara senyap secara misteri. Antara kejadian yang direkodkan adalah kejadian pada tahun 1934 di Tasik Monoun di mana seramai 37 orang ditemui mati berhampiran jalan. Manakala pada tahun 1986 pula Tasik Nyos meragut 1,700 kematian. Manakala Tasik Kivu adalah tasik dalam ketegori yang sama dengan saiz 2,000 kali ganda lebih besar dari Nyos dengan penduduk hampir 2 juta orang yang tinggal di tepian tasik ini. Walaupun tiada kejadian direkodkan, ia tidak bermakna Tasik Kivu adalah selamat.

Tasik-tasik ini sebenarnya menyimpan kuantiti gas Karbon Dioksida yang besar dan gas ini merupakan punca berlakunya kes-kes kematian misteri tersebut. Kandungan Karbon Dioksida ini adalah disebabkan oleh kesan geologi gunung berapi yang menyebabkan gas Karbon Dioksida terlarut di dalam air. Gas ini lebih berat dari udara dan akan bergerak di permukaan tanah dan melemaskan siapa sahaja yang menghidunya. Sebarang gangguan kepada tasik (seperti tanah runtuh) boleh mengakibatkan ia membebaskan kandungan gas tersebut.

Tasik Nyos dari jauh.

Gas yang dibebaskan dari tasik ini membunuh manusia dan haiwan.

Kejadian-kejadian seperti ini turut berlaku di tempat-tempat lain sebagai perbandingan antaranya adalah di Itali dan juga Yellowstone National Park yang adakalanya menyebabkan kematian beruang-beruang grizzly yang menghampiri lembah yang dikenali sebagai Death Gulch.

Bantuan daripada seluruh dunia dikerahakn ke tasik ini dalam usaha mengenalpasti punca dan usaha untuk mengelakkan kejadian yang sama daripada berlaku. Antaranya adalah  Minoru Kusakabe dari Okayama University yang pada mulanya tidak mengetahui di manakah letaknya negara tersebut. Pakar volcanologists dari Perancis, German, Itali dan para saintis dari Swiss dan Britain; pathologists, geologists dan chemists dari US kesemuanya berkumpul di Nyos untuk tujuan tersebut.

Nyos adalah terbentuk daripada kawah dan aktiviti gunung berapi. Selain daripada mepunyai kedalaman sehingga 682 kaki dan berada di atas runtuhan gunung berapi lama. Karbon Dioksida mungkin tertinggal daripada kesan aktiviti lama gunung berapi tersebut, atau ia juga mungkin terus dihasilkan dengan aktiviti magma di bawah tasik tersebut. Oleh kerana tekanan air yang tinggi, gas tersebut terperangkap di dasar tasik dan mengelakkannya daripada membentuk gelembung udara. Sama seperti sebotol air soda yang mana akan membebaskan tekanan tersebut apabila penutupnya dibuka.

Tasik Kivu di Rwanda, dari angkasa.

Tasik Kivu lebih luas dengan penduduk yang lebih ramai.

Nelayan tasik mencari hasil tangkapan di Tasik Kivu.

Bagi tasik Nyos, keputusan akhirnya dibuat iaitu dengan memasang pancutan air yang akan mengeluarkan gas Karbon Dioksida yang terkandung di dalamnya. Ia adalah proses yang panjang dalam mengurangkan tekanan gas di dasar tasik yang menyerupai proses semulajadi seperti geyser. Sebelum langkah ini diputuskan antara cadangan yang diajukan termasuklah menggunakan bom (agak mahal); memasukkan sejumlah batu kapur ke dalam tasik untuk meneutralkan gas (agak mahal); menggali terowong paip ke dasar tasik untuk mengeluarkan gas (agak mahal).

Walauun masih tiada keputusan yang pasti samada kaedah tersebut dapat mengelakkan daripada bencana berulang, namun ia sedikit sebanyak menambahkan lagi kefahaman mengenai tragedi yang berlaku. Pada masa yang sama para pengkaji masih meneruskan usaha bagi mengelakkan kecelakaan yang lebih besar di Tasik Kivu dalam usaha menyelamatkan hampir 2 juta penduduk yang tinggal di persekitarannya.

Mampukah usaha ini mengelakkan bencana berikutnya.

GloFish Menjadikan Ikan Bercahaya Di Bawah Lampu UV

Ikan dengan keupayaan 'biofluorescence' dihasilkan melalui kaedah GMO.

GloFish® merupakan ikan yang mempunyai kemampuan untuk kelihatan bercahaya di bawah sinar lampu UV kerana mewarisi kemampuan untuk menyimpan bahan biofluorescence di bawah kulitnya. Walaupun hari ini ikan-ikan ini mewarisinya daripada induk-induk mereka, ikan GloFish® adalah hasil pengubahsuaian genetik yang dilakukan di dalam makmal yang juga dikenali sebagai GMO – genetically modified organism.

Biofluoresence sememangnya dimiliki oleh sesebahagian haiwan secara semulajadi sejak jutaan tahun dahulu. Ciri istimewa ini membolehkan hidupan-hidupan ini memantulkan cahaya dan kelihatan seperti ia sendiri bercahaya. Cahaya ini digunakan samada untuk menerangi sekelilingnya, komunikasi, menarik minat mangsa dan juga macam-macam lagi. Maka ciri-ciri inilah yang dipindahkan kepada GloFish® bagi membolehkan ia memantulkan cahaya seperti hidupan-hidupan tersebut.

Gene penghasilan 'Green Fluorescence Protein' diperolehi dari obor-obor. 

Obor-obor antara hidupan yang mempunyai biofluorescence.

Ikan-ikan GloFish kini terus mewarisi gene 'fluorescence protein' terus melalui induknya.

Pada mulanya ikan GloFish dihasilkan untuk membantu mengesan pencemaran dengan menjadikan ianya bercahaya. Ia adalah hasil kajian pada tahun 1999 oleh Dr. Zhiyuan Gong bersama rakan setugasnya di National University of Singapore yang pada masa itu mengkaji genes yang mengandungi kod green fluorescence protein (GFP), yang terdapat secara semulajadi pada obor-obor dan menghasilkan cahaya hijau ‘fluorescence’ yang terang. Gene ini kemudiannya dipindahkan ke dalam embrio ikan ‘zebrafish’, dan ini kemudiannya membentuk genome ‘zebrafish’ tersebut. Ini menjadikan ikan ini memiliki keupayaan untuk kelihatan bercahaya di bawah cahaya biasa (white light) dan juga ultraviolet (UV).

Sementara itu ikan dengan keupayan yang sama juga turut dihasilkan di National Taiwan University oleh Professor Huai-Jen Tsai dan mencipta medaka (rice fish), yang juga menghasilkan warna hijau fluorescence.

Ikan ini tidak berjaya digunakan untuk tujuan asal ianya dicipta iaitu untuk mengesan pencemaran. Namun ia kemudiannya di bawa ke United States oleh Alan Blake dan Richard Crockett dari Yorktown Technologies, L.P. dari Austin, Texas. Begitu juga dengan ikan yang dihasilkan oleh Taiwan dan dipasarkan oleh Taikong Corp. Kira-kira 100,000 ikan-ikan ini dijual dalam tempoh kurang dari sebulan dengan harga US$18.60 untuk setiap ekor.

Ikan-ikan GloFish memantulkan cahaya di bawah cahaya UV.

Antara ikan-ikan yang mempunyai biofluorescence secara semulajadi.

Ikan-ikan lain yang mempunyai keistimewaan serupa.

Ikan-ikan GloFish kemudiannya dihasilkan dengan pelbagai warna termasuk merah, hijau, oren-kuning, purple fluorescence, "Electric Green", "Sunburst Orange", "Moonrise Pink", "Starfire Red", "Cosmic Blue", dan "Galactic Purple”. Antara ikan-ikan yang diubah suai pula adalah dari jenis tetra (Gymnocorymbus ternetzi) dan juga tiger barb (Puntius tetrazona).

Ini adalah salah satu contoh penghasilan spesies baru melalui teknik pengubahan genetik atau juga dikenali sebagai GMO. Hidupan yang dihasilkan melalui kaedah ini masih kurang difahami dari segi impaknya kepada alam sekitar. Bukanlah bermakna semua hasil GMO merbahaya, namun kita memerlukan masa lebih lama untuk memahaminya dan berhati-hati mengenai keselamatan penggunaannya.

Satu Lagi Keistimewaan Pokok Paku – Pengawalan Jantina

Japanese climbing fern membebaskan 'pheromone' untuk mengawal jantina.

Tumbuhan dan haiwan perlu bersaing bagi memastikan ia akan terus dapat membiak dengan bagi mengelakkan spesis mereka daripada pupus. Selain daripada memastikan biji benih mereka disebarkan dengan baik, banyak lagi perkara yang perlu dipastikan seperti proses pendebungaan dan juga keseimbangan antara jantina populasi yang ada.

Sejak sekian lama, manusia lebih cenderung memahami dunia haiwan berbanding tumbuhan melainkan baru-baru ini apabila manusia dilengkapi dengan peralatan yang lebih baik. Antara ciri-ciri unik pada tumbuhan dalam membiak dapat dilihat pada tumbuhan paku pakis. Pokok paku pada asalnya adalah tergolong dalam kumpulan ‘gametophytes’, di mana ia berkemampuan untuk menjadi samada jantan, betina ataupun ‘hermaphrodites’ (memiliki kedua-dua jantina dalam satu masa.

Namun begitu pokok-pokok menjadi hermaphrodites’ merupakan pilihan terakhir sekiranya tiada jantina berlawan yang terdapat di persekitaran tersebut. Bagi spesis pokok paku yang dikaji iaitu Japanese climbing ferns (Lygodium japonicum), oleh Makoto Matsuoka yang merupakan biologist molecular dari Nagoya University dari Jepun mendapati pokok-pokok paku ini mampu berkomunikasi untuk menentukan jantina antara populasi di dalam komunitinya.

Populasi pokok paku yang tumbuh dengan baik.

Pokok paku merupakan antara tumbuhan yang bertahan sejak jutaan tahun.

Spora pokok paku.

Melalui komunikasi ini, tumbuhan paku dewasa akan membebaskan ‘pheromone’ yang dikenali sebagai ‘gibberellin’, yang menyebabkan generasi baru pokok paku menghasilkan jantina jantan. Ini bagi mengimbangi populasi jantina, apabila pokok-pokok dewasa terdiri daripada jantina betina.

Melalui kaedah ini keseimbangan jantina dapat dikekalkan dan peluang untuk membiak akan menjadi lebih tinggi. Walaupun ia mampu untuk melakukan persenyawaan sendiri, pembiakan antara perbezaan jantina ini dapat memastikan generasi yang lebih sihat dengan kepelbagaian genetik.

Walaupun ia merupakan satu ciri istimewa bagi tumbuhan ini, ‘Japanese climbing fern’ merupakan spesis yang dikira sebagai ‘invasive’ (menular) di kawasan berpaya di Tenggara United States. Ini kerana teknik pengawalan jantinanya memastikan ia mampu membiak dengan berkesan dalam tempoh masa yang singkat.

Manakala pemahaman mengenai bagaimana ia membiak pula mungkin dapat membantu mengawal populasi tumbuhan ini. Ia mungkin melalui penggunaan racun tumbuhan yang mampu menumpukan pada bahan gibberellin’ yang menjadi punca utama komunikasi bagi tumbuhan ini. Atau mungkin juga ia akan melibatkan proses pengubahan genes.

Bagaimanapun, ia merupakan satu pemahaman yang menarik dalam memahami perilaku tumbuhan yang sebelum ini tidak diketahui sepenuhnya. Ia juga menerangkan bagaimana tumbuh-tumbuhan boleh berbuah dalam satu musim. Malah banyak lagi keunikan tumbuhan yang tidak diketahui umum dan masih lagi menjadi maklumat yang dikaji oleh para pengkaji tumbuh-tumbuhan.