Ahmed Hassan Zewail dan Kisah Penemuan Femtokimia

tirto.id - Sejak muda Ahmed Hassan Zewail tertarik kepada ilmu fisika. Ia juga menggemari cabang-cabang ilmu serumpun, seperti matematika, mekanika, dan kimia. Zewail mengaku memiliki antusiasme tersendiri saat harus berhadapan dengan segala yang berhubungan dengan bidang tersebut.

“Ilmu sosial tidak semenarik itu bagiku, karena saat itu [ilmu sosial] lebih ditekankan kepada penghafalan subyek, nama dan sejenisnya, dan untuk alasan-alasan yang tidak saya ketahui. Pikiranku terus menanyakan 'bagaimana' dan 'mengapa',” ujar Zewail, seperti dikutip dalam sebuah pernyataan autobiografi untuk keperluan penghargaan Nobel.

Ketekunannya dalam bidang eksakta mengantarnya menjadi orang Arab pertama yang meraih Nobel di bidang femtokimia. Zewail melakukan percobaan secara jelas dalam menunjukkan saat-saat menentukan pada kehidupan sebutir molekul. Dengan laser yang dinamakannya femtosecond, Zewail mampu menunjukkan pemecahan dan pembentukan ikatan kimiawi sebuah molekul.

"Hasilnya kerapkali mengejutkan. Berlenggak-lenggoknya atom-atom selama reaksi itu ternyata sama sekali berbeda dengan apa yang diperkirakan sebelumnya. Penggunaan teknik laser cepat oleh Zewail ini serupa dengan penggunaan teleskop oleh Galileo, diarahkannya terhadap segala sesuatu yang mampu menerangi katup-katup surga," itulah yang tertulis dalam buku terjemahan berjudul Perjalanan Melalui Waktu: Jalan-jalan Kehidupan Menuju Hadiah Nobel (2004).

Femtokimia tidak saja dapat diterapkan pada seluruh cabang ilmu kimia, tetapi juga dalam bidang-bidang yang berdekatan seperti ilmu bahan dan biologi.

“Femtokimia telah mengubah secara drastis cara kita melihat reaksi kimiawi. Kabut ratusan tahun seputar kondisi transisi telah berhasil disapu bersih,” imbuhnya.

Zewail lahir pada 26 Februari 1946 di Damanhur, Mesir, 160 km ke arah barat laut dari Kairo. Ia berasal dari keluarga kelas menengah. Sejak kanak-kanak, Zewail gemar melakukan percobaan kecil-kecilan di kamar tidurnya. Ia menggunakan peralatan dari kompor milik ibunya dan beberapa tabung gas. Zewail kecil melakukan percobaan itu untuk mengamati bagaimana kayu dapat diubah menjadi asap dan cairan.

Selepas menempuh pendidikan di tingkat SMA, Zewail kuliah di Jurusan Kimia Fakultas Sains Universitas Alexandria, Mesir. Ia lulus pada 1967 dengan predikat cum laude.

“Karena peringkat tinggi yang telah saya capai, maka para profesor kerap turut mengajak saya untuk ikut serta dalam kelompok mereka untuk pekerjaan S2 dan S3 yang sedang saya rencanakan. Saya merasa tertarik dan tergugah oleh penelitian yang sedang dilakukan Dr. Rafat Issa dan Dr. Samir El-Ezaby,” ujarnya.

Bersama kedua sosok itu, Zewail yang berstatus sebagai asisten dosen bertekad untuk melakukan penelitian tentang spektroskopi dari beberapa persenyawaan. Spektroskopi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi antara molekul dengan cahaya.

Selanjutnya, Zewail memutuskan untuk melanjutkan studi ke jenjang S2 di tempat yang sama saat ia berkuliah S1. Setelah berhasil menyelesaikan studi S2, Zewail langsung mendapat kesempatan untuk mewujudkan impian orang tuanya, yakni menjadi seorang profesor, dengan belajar di Philadelphia, Amerika Serikat. Pada 1974, ia memperoleh predikat PhD dari University of Pennsylvania.

Fokus Meneliti Reaksi Kimia

Sebelum menjadi dosen di California Institute of Technology pada 1976, Zewail sempat bekerja selama dua tahun sebagai peneliti pascadoktoral di University of Berkeley, California. Sejak menjadi bagian dari California Institute of Technology sebagai profesor di bidang fisika dan kimia, Zewail memfokuskan diri sebagai peneliti keadaan transisi reaksi kimia.

Femtokimia tidak ditemukan Zewail dalam sekejap. Untuk menangkap keadaan transisi molekul-molekul yang berbeda jenisnya, setidaknya dibutuhkan waktu lebih dari lima tahun. Pasalnya beda molekul, berarti beda juga resolusi waktu yang dibutuhkan.

“Dengan menggunakan resolusi waktu sebesar 10¹⁰, kita mampu mengamati keadaan transisi itu. Bingkai demi bingkai, dari ikatan kimia antara atom-atom itu dan membuat sebuah film bergerak, yang dalam keadaan kita, paling banyak mengambil waktu sebanyak beberapa picosecond saja,” tulisnya.

Pada intinya, temuan Zewail menangkap hubungan antara waktu dan zat dalam studi dinamika ikatan kimia. “Ketika itu kami yakin sekali bahwa bidang baru femtokimia akan membuka dunia atom dan molekul untuk sebuah era baru dalam dinamika,” ungkap Zewail.

Awalnya, Zewail hanya menggunakan teknik femtokimia temuannya untuk mengamati keadaan transisi reaksi kimia garam (Natrium iodida). Setelah selesai bereksperimen dengan garam, Zewail mulai mengamati objek-objek lain, baik yang berbentuk padat, cair, maupun gas. Bahkan ia sempat meneliti reaksi-reaksi yang berlangsung pada kimia hayati.

Keputusan Zewail untuk tinggal di Amerika Serikat setelah menyelesaikan studi S3 membuatnya dapat status kewarganegaraan AS pada 1982. Maka itu, ia memiliki dwikewarganegaraan, selain tercatat sebagai warga Mesir.

Tak hanya dikenal sebagai ilmuwan, Zewail juga menorehkan satu catatan prestasi lagi dalam kehidupannya.

Pada April 2009, ia ditunjuk menjadi Dewan Penasihat untuk Presiden Barack Obama di bidang sains dan teknologi. Dewan Penasihat itu pada umumnya terdiri dari para ilmuwan dan insinyur ternama yang dianggap mampu memberikan saran bagi kepala negara dalam memformulasikan kebijakan dalam bidang-bidang terkait.

Selang beberapa bulan setelahnya, yakni pada November 2009, Zewail dinobatkan sebagai ilmuwan Amerika Serikat pertama yang diutus ke Timur Tengah. Dari situlah Zewail turut vokal dalam menanggapi isu-isu politik yang berkembang di negara asalnya.

Zewail tutup usia pada 2 Agustus 2016, tepat hari ini enam tahun lalu, setelah bertahun-tahun melawan kanker. Sepanjang hidupnya, Zewail setidaknya telah menulis 600 artikel ilmiah dan 16 buku.

==========

Artikel ini terbit pertama kali pada 25 Juni 2017. Redaksi melakukan penyuntingan ulang dan menayangkannya kembali untuk rubrik Mozaik.