Pendidikan kimia organik akan dimulakan dengan pemahaman konsep asas terlebih dahulu sebelum dikembangkan kepada aplikasi pengetahuan. Pada peringkat pendidikan menengah, konsep asas kimia organik yang melibatkan pengenalan kumpulan berfungsi, aspek fizikal, penamaan bahan organik, proses penyediaan dan tindak balas ringkas akan diperkenalkan. Pada peringkat asas ijazah pula, perkembangan ilmu kepada kaedah sintesis dan tindakbalas kumpulan berfungsi yang pelbagai serta mekanisme tindak balas mula dipelajari. Manakala di peringkat ijazah, kedalaman ilmu pengetahuan melibatkan proses penyediaan dan tindak balas kimia khusus serta perkaitan antara kumpulan berfungsi dengan mekanisme terperincinya akan dibincangkan. Seterusnya, terdapat pelbagai kursus elektif dan pengkhususan lanjutan yang boleh dipilih seperti instrumen spektroskopi untuk mengenalpasti jenis bahan organik, kimia organik fizikal, kimia organik industri, kimia hasil semulajadi serta kimia sintesis organik.
Istilah organik dirujuk kepada sebarang perkara yang dihasilkan daripada benda hidup ataupun organisma. Menurut kajian awal, karbon dan hidrogen adalah unsur yang paling kerap dijumpai pada organisma tersebut. Oleh itu, istilah organik juga digunakan kepada sebarang bahan yang mengandungi kedua-dua unsur tersebut sebelum di perluaskan selepas itu kepada unsur lain seperti oksigen, nitrogen, sulfur dan fosforus. Dalam pengelasan terkini, bahan organik dibahagikan mengikut kumpulan berfungsi secara kimia iaitu hidrokarbon (alkana, alkena, alkuna), aromatik, halida, alkohol, eter, epoksida, aldehid, keton, asid karboksilik dan amina. Pembelajaran setiap kumpulan berfungsi tersebut mempunyai format yang sama iaitu penamaan, pelukisan struktur, sifat fizikal, penyediaan dan tindakbalas. Namun begitu, perulangan pembelajaran kumpulan berfungsi sering berlaku sepertimana dalam contoh topik alkena dan alkohol. Misalnya, salah satu daripada tindak balas yang melibatkan alkena adalah proses penghidratan untuk menghasilkan alkohol. Di dalam topik alkohol pula, tindak balas yang sama akan di pelajari sebagai salah satu kaedah untuk menghasilkan alkohol iaitu daripada alkena.
Kewujudan pelbagai sumber biodiversiti di Malaysia membolehkan kajian hasil semulajadi negara telah mencapai tahap kejayaan yang cemerlang sehingga diiktiraf di peringkat antarabangsa. Pelbagai sumber hasil semulajadi sama ada daripada tumbuhan ataupun marin telah dikaji di mana bahan organik aktif yang telah dikenalpasti telah digunakan untuk pelbagai aplikasi perawatan dan kesihatan. Antara tumbuhan tempatan yang telah dikenapasti berpotensi adalah seperti tongkat ali, kacip fatimah, misai kucing, dukung anak dan hempedu bumi. Mengikut rekod, penyelidikan awal bidang hasil semulajadi di Malaysia telah dibantu oleh UNESCO di mana wakilnya yang bernama Jack Cannon telah ditugaskan pada tahun 1987 untuk mengembangkan potensi penyelidikan berkenaan bersama pakar tempatan berikutan kekurangan dana dan sokongan saintifik pada ketika itu. Sehingga kini, Malaysia telah melahirkan ramai pakar-pakar kajian hasil semulajadi sama ada yang terlibat dalam aspek penemuan dan pengenalpastian sumber, pengasingan bahan, identifikasi bahan serta kajian biologi yang kemudiaannya di formulasi untuk tujuan pengkomersilan dan pembangunan produk bermanfaat.
Kekangan dalam kimia hasil semulajadi seperti jumlah hasil akhir yang terhad dan penerokaan lanjutan untuk proses penerbitan atau derivatisasi bahan telah membolehkan bidang kimia sintesis organik menjadi tumpuan dan menyokong bidang hasil semulajadi. Sehubungan dengan itu, ramai penyelidik sintesis organik tempatan telah dihantar sehingga ke luar negara untuk mendapat latihan kepakaran. Walaubagaimanapun, kesukaran untuk menjalankan kajian sintesis organik di Malaysia pada ketika itu berikutan capaian terhad kepada bahan kimia, kos yang tinggi serta instrumentasi yang tidak mencukupi telah menghadkan perkembangan potensi bidang tersebut. Mereka yang terlatih tersebut terpaksa menfokuskan kembali kajian mereka kepada kimia hasil semulajadi dengan harapan sistem sokongan akan hadir untuk generasi penyelidik seterusnya. Sehingga kini, bidang kimia sintesis organik masih belum berjaya dikembangkan sepenuhnya di Malaysia walaupun ia telah banyak menyumbang kepada penemuan ilmu terbaharu dan penghasilan produk untuk manfaat masyarakat dan kekayaan sesebuah negara. Sebagai contohnya, bahan azo telah disintesiskan sebagai pigmen dalam industri pewarna, bahan karbamat digunakan sebagai insektisid dalam industri pertanian, bahan indan digunakan dalam industri pewangi, perasa buatan daripada bahan ester digunakan untuk industri makanan dan aspirin telah disintesis sebagai analgesik untuk tujuan perubatan. Hakikatnya, tidak ramai pakar perintis tempatan yang masih aktif bergiat dalam penyelidikan berkaitan sintesis. Namun, dengan kewujudan sokongan yang semakin meningkat dan terarah, perkembangan bidang ini yang seterusnya diharapkan akan terus berlaku dengan kelahiran pakar ilmu sintesis organik yang lebih ramai. Pendedahan kepada sistem penyelidikan kimia organik sintesis yang tersusun dengan pelbagai contoh peluang eksplorasi bahan berdasarkan pengalaman tempatan diharapkan mampu membuka pasaran bidang kimia organik sintesis yang lebih meluas pada masa akan datang.
Perkhidmatan saya di universiti adalah berdasarkan kepada keperluan untuk melahirkan pakar bidang kimia sintesis organik tersebut. Selepas bergraduasi dengan ijazah sarjana muda kimia, pilihan pengkhususan yang ada adalah sangat meluas dalam empat bidang teras kimia yang dinyatakan. Inspirasi dan semangat untuk menyelamatkan dunia melalui inisiatif sains menyebabkan saya tertarik dan berminat untuk mendalami bidang kimia alam sekitar. Sewaktu proses temuduga berlangsung, saya di tawarkan pilihan untuk mengkhusus dalam bidang kimia organik berikutan keperluan universiti dan kecemerlangan bidang yang diperolehi. Sememangnya, saya tidak dapat menggambarkan pada ketika itu bahawa ilmu adalah dibina merentas bidang dengan pembahagian teras adalah sekadar memudahkan pengurusan. Ini bermakna, banyak perkaitan bidang kimia organik dengan isu berkaitan alam sekitar. Sebagai contohnya, kajian penggunaan pelarut yang lebih mesra alam dan tidak berbahaya kepada manusia boleh dilakukan untuk mengganti pelarut organik dalam banyak proses kimia yang sedia ada. Selain itu, penggunaan sumber biomas seperti bahan asingan atau buangan daripada industri perkayuan dan pertanian boleh dipergiatkan bagi menghasilkan bahan kimia organik untuk tujuan kegunaan industri yang pelbagai. Malah, kaedah kimia hijau juga boleh diterokai dalam sintesis pelbagai bahan organik.
Melalui penyebaran ilmu dan perkongsian pengetahuan yang tepat, minat kepada sains yang berkekalan boleh dipupuk di kalangan generasi muda. Pilihan untuk memilih bidang pengajian dalam sains adalah lebih mudah bagi saya kerana kepentingan bidang tersebut telah banyak dikongsi melalui sesi kuliah semasa peringkat asas ijazah di mana saya diberikan tawaran terbuka untuk memilih mana-mana bidang yang diminati. Selain itu, peluang untuk mengikuti jejak langkah tokoh dan personaliti sains negara telah mengukuhkan lagi minat dan pilihan saya. Saya beruntung kerana mendapat didikan terus semenjak awal daripada tokoh saintis yang merupakan penerima Anugerah Merdeka bagi bidang Sains dan Teknologi. Pencapaian terbilang beliau diiringi dengan personaliti yang mengkagumkan telah menarik minat saya terhadap sains, terutamanya bidang kimia. Selepas terlibat secara terus dengan pembelajaran sains, banyak pengetahuan berkenaan kepentingan kimia, sejarah dan ciptaan masa depan telah digarap. Ternyata keputusan yang dilakukan untuk bergiat aktif di dalam sains berdasarkan pengetahuan dan disokong minat tersebut telah memacu saya untuk mencapai kejayaan seterusnya.
Pada pengamatan saya, perkongsian dan penyebaran maklumat sains secara meluas, sama ada melalui kolumnis sains di media massa perdana ataupun inisiatif seperti majalahsains.com yang menggunakan teknologi media baru berupaya menyumbang kepada kelahiran generasi minat sains dan komuniti yang mempunyai literasi sains yang tinggi. Saya pernah berkesempatan menulis di akhbar perdana berkenaan pendidikan dan penggalakan sains. Antara isu yang dibincangkan adalah keperluan untuk penyerlahan kerjaya melibatkan sains yang lebih sistematik, keterangkuman penglibatan pihak bukan kerajaan untuk memajukan sains, latihan dan pengiktirafan guru sains, pembelajaran kreatif serta kewujudan fasiliti sains yang mencukupi. Pada masa yang sama, tokoh saintis dan personaliti sains perlu lebih kerap bertemu dan berkongsi aspirasi sains dengan generasi muda dan masyarakat awam.
Dalam perkongsian pembentangan bersama pelajar semasa pertandingan National Science Challenges anjuran Akademi Sains Malaysia, saya telah menggariskan beberapa perkara yang menarik berkenaan kerjaya sains. Antaranya, seorang saintis berpeluang untuk menjadi penyelamat kepada pemasalahan sedunia, seperti rawatan pelbagai penyakit, pemanasan global serta isu keselamatan makanan. Dalam erti kata yang lain, saintis merupakan adiwira yang memainkan watak sebenar bagi memulihkan dunia global supaya terus lestari untuk di nikmati oleh semua. Begitu juga negara kita memerlukan saintis tempatan untuk menyelesaikan pelbagai pemasalahan yang dekat dengan negara. Misalnya, virus nipah pernah melanda negara kita pada tahun 1999 yang telah menyebabkan kematian yang mencecah 105 orang. Pada masa itu, kepakaran tenaga saintis tempatan sangat diperlukan bagi mencepatkan proses perawatan dan perlindungan berikutan ianya adalah virus yang belum mempunyai kaedah perencatan yang berkesan pada ketika itu. Malah, kekayaan sumber asli negara seperti kelapa sawit, getah dan herba memerlukan banyak kajian saintifik bagi menambahkan nilai kepada hasil yang dikeluarkan pada masa kini.
Sumbangan penyelidikan saintifik kepada kemajuan inovasi dan ekonomi sesebuah negara adalah diakui. Melalui program transformasi ekonomi Malaysia, bidang keutamaan yang menjadi tujahan ke arah pembentukan negara maju telah dikenalpasti yang melibatkan kesihatan; minyak, gas dan tenaga; kelapa sawit dan getah; serta pertanian. Kesemua bidaang yang dinyatakan sangat memerlukan sumbangan dan penglibatan yang aktif daripada saintis tempatan. Di sinilah saintis berperanan untuk memberikan input kepada potensi penggunaan sumber sedia ada dan menetapkan halatuju masa depan dalam bidang berkenaan.
Kerjaya saintis juga memberikan banyak peluang untuk interaksi serta jalinan hubungan di peringkat antarabangsa. Sebagai contohnya pelbagai peluang kerjasama penyelidikan merentas benua boleh disertai melalui tawaran geran dan latihan penyelidikan pelbagai negara. Saintis juga berpeluang menyertai pelbagai persidangan antarabangsa bagi berkongsi penemuan terbaru serta mendapatkan perkembangan saintifik terkini dalam bidang masing-masing. Selain itu, pelbagai persatuan saintifik di peringkat antarabangsa juga telah ditubuhkan bagi membolehkan hubungan professional di antara saintis dilakukan secara formal dengan masingmasing berperanan sebagai diplomat sains bagi negara yang diwakili. Menariknya, peluang penerokaan ilmu oleh saintis tidak akan pernah terhad oleh mana-mana ruang dan masa. Kajian saintifik diperlukan sejauh melibatkan angkasa lepas dan benua antartika sehinggalah kepada perkara yang dekat dengan kehidupan seharian. Pada akhirnya, sumbangan saintis sentiasa diiktiraf melalui pelbagai anugerah terkemuka seperti Anugerah Nobel di peringkat antarabangsa dan Anugerah Merdeka di peringkat tempatan.
Kepakaran dan pengkhususan penyelidikan saya adalah melibatkan sintesis bahan organik berkonjugasi, terutamanya melibatkan bahan yang bernama porfirin. Porfirin di kenali sebagai warna kehidupan kerana ia hadir dalam sistem biologi manusia dan tumbuhan. Ramai yang sedia maklum bahawa hemoglobin hadir di dalam sel darah merah manusia yang berfungsi dalam pengangkutan oksigen daripada organ penafasan kepada bahagian lain untuk pelbagai proses metabolisme badan. Antara komponen hemoglobin adalah bahan bernama heme yang merupakan pigmen merah memberikan warna darah. Heme tersebut mempunyai struktur asas porfirin yang mengandungi logam ferum. Selain itu, klorofil merupakan pigmen hijau yang menyumbang kepada warna daun dan terlibat dalam proses fotosintesis tumbuhan. Klorofil juga mempunyai struktur asas porfirin yang mengandungi logam magnesium.
Hakikatnya, kajian peniruan ataupun mimicking sistem semulajadi memberikan peluang untuk kita mempelajari keajaiban elemen alam ciptaanNya. Sistem fotosintetik semulajadi sepertimana yang dilakukan oleh klorofil telah banyak memberikan inspirasi untuk menghasilkan bahan sintetik yang berupaya menyerap, cahaya di mana bahan tersebut boleh digunakan dalam aplikasi peranti fotonik ataupun untuk kegunaan sistem solar. Cabaran untuk menghasilkan bahan yang ideal sepertimana sistem semulajadi memerlukan kajian terperinci melibatkan rekabentuk struktur bahan serta konformasinya. Misalnya, bahan kromofor terbaik sebagai pusat penyerap cahaya perlu di sediakan dan dihubungkan dengan bahan penerima tenaga bagi memaksimakan proses pemindahan tenaga dan elektron. Justeru, porfirin yang kaya dengan elektron pi berkonjugasi berpotensi untuk digunakan sebagai bahan kromofor tersebut dengan kajian lanjutan perlu dilakukan seperti melibatkan kesan ikatan kovalen dan bukan kovalen, penggunaan logam dan jenis penghubung untuk membentuk sistem oligomer yang menjadi tumpuan penyelidikan saya sekarang. Selain itu dengan kehadiran cahaya juga, porfirin dapat bertindak sebagai bahan fotosensitif yang akan menghasilkan oksigen singlet yang toksik dan bahan peroksida untuk membunuh sel kanser. Kaedah ini dikenali sebagai terapi kanser fotodinamik yang digunakan dalam perawatan untuk kanser seperti esofagus di mana sel kanser tersebut mempunyai akses kepada cahaya. Berikutan kehadiran oksigen singlet dan peroksida tersebut, porfirin juga mempunyai potensi untuk digunakan dalam sistem antimikrobial yang juga merupakan antara kajian yang dilakukan sekarang. Tidak dilupakan, penerokaan ilmu dalam menggunakan kaedah kimia hijau untuk mensintesis porfirin juga menjadi fokus penyelidikan terkini.
Biodata
Dr. Bakri adalah pensyarah Universiti Teknologi Malaysia. Beliau mendapat PhD dari Trinity College, Dublin Ireland dan pernah menjadi Penyelidik Nano Malaysia di IBM SanJose USA. Beliau juga merupakan pengerusi American Chemical Society Malaysia, ahli gabungan YSN-Akademi Sains Malaysia dan ahli Institut Kimia Malaysia. Dr. Bakri aktif berkongsi pandangan berkenaan sains melalui penulisan media.
