Berdasarkan laman https://lipi.go.id/ tercatat sebanyak 10% spesies dari total spesies tumbuhan dunia, 12% spesies dari total spesies mamalia dunia (773 spesies) berada di Indonesia, dan sekitar 70% wilayah lautan Indonesia merupakan sumber daya alam mikroorganisme dan mineral yang belum optimal dimanfaatkan. Kekayaan berbagai jenis tumbuhan, hewan, mikroorganisme, hingga mineral di Indonesia menjadikan sumber ladang riset dan penemuan besar di dunia.
Sayangnya, hanya sejumlah ratusan juta saja diantara varietas tumbuhan, hewan, dan mineral yang diteliti, dan hanya beberapa dimanfaatkan sebagai langkah awal penanganan beberapa masalah di Indonesia. Sebagai contoh, dari 10.000 hingga 20.000 kandidat obat kemungkinan hanya dapat menghasilkan satu obat yang bisa diproduksi dan dipasarkan. Tercatat dalam https://lipi.go.id/ produktivitas penelitian Indonesia masih berada di angka 0,02% pada 2015. Capaian tersebut masih jauh dari angka ideal yaitu 15%. Tidak hanya karena minim sumber daya manusia, namun dukungan finansial berupa ketersediaan alat, tempat, juga teknologi proses konversi juga mempengaruhi perkembangan riset kekayaan biodiversitas dan mineral di Indonesia.
Sebagai negara megadiversitas dan mineral terbesar di dunia dengan potensi sumber daya genetik dan senyawa bio-anorganik yang luar biasa, menjadi kewajiban besar Indonesia agar sumber daya genetik – bio-anorganik ini bisa bermanfaat bagi kemajuan dan kesejahteraan tidak hanya bagi masyarakat namun juga di seluruh dunia. Berbagai tantangan di masa sekarang, Indonesia belum mampu memanfaatkan seluruh kekayaan yang dimiliki secara mandiri, sehingga ini menjadi tantangan bagi Indonesia untuk memanfaatkan seluruh potensi kekayaan alam yang ada seperti hewan, tumbuhan, mikroorganisme darat dan laut hingga mineral (logam alam dan buatan) sebagai aset masa depan yang sangat menjanjikan untuk kesejahteraan umat manusia.
Sebagai contoh pemanfaatan keanekaragaman hayati, ekologi, dan ilmu lingkungan, bioteknologi pertanian (teknologi pertanian informatika), bioteknologi pangan, biorefinery (bahan kimia berbasis bio, bioenergi, bioproses, air limbah perawatan), bioprospecting (produk alami, biomaterial), produk biologi kesehatan (obat, vaksin, biosimilar), bioinformatika, bioindustri, bioekonomi, hingga kimia komputasi yang dapat memprediksi molekul dan senyawa kandidat dalam pengaplikasian suatu material di berbagai bidang (baterai elektronik, material bangunan, pengobatan farmasi, dan lain-lain).
Tahun 2021 merupakan tahun penanda riset terbesar terhadap data genomik dan protein data tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme hingga perpaduan material bio-anorganik di seluruh dunia dan sebanyak kurang dari 0,8 persen diantaranya berada di Indonesia (jurnal ilmiah www.frontiersin.org). Walaupun hanya beberapa persen kecil di Indonesia, namun data ini sangat berperan penting dalam menjadi sumber referensi yang bermanfaat bagi kemajuan teknologi Indonesia sebagai aset yang memiliki nilai jual tinggi di masa depan.
Globalisasi menjadikan perkembangan teknologi semakin maju dan lebih canggih, ditambah adanya pandemi covid-19 memaksa teknologi dengan cepat untuk berkembang pesat. Pandemi Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) yang diakibatkan oleh virus SARS Cov-2 masih menginfeksi semua negara di dunia, tidak terkecuali Indonesia. Bahkan saat ini telah muncul strain baru dari virus tersebut seperti varian delta dan omicron. Angka pasien COVID-19 masih tinggi, menurut data WHO per tanggal 6 April 2021, jumlah pasien COVID-19 dunia mencapai 131.020.967 orang, dan untuk Indonesia mencapai 1.534.255 dengan rincian penambahan pasien sebanyak 6.731 orang. Namun dengan adanya kemajuan teknologi di bidang biokimia dan sains Informatika menjadikan berbagai macam penelitian mengenai pengobatan, antibodi, hingga vaksin berhasil dilakukan hanya kurang dari 6 bulan. Hingga saat ini perkembangan pencarian antibodi yang tepat dapat diidentifikasi data protein yang berpotensi menjadi vaksin hanya dalam hitungan hari.
Tidak hanya di bidang itu, melalui kimia komputasi yakni bidang ilmu perpanjangan dari sains dan informatika berperan dalam melakukan riset dan pengembangan desain obat, desain katalis/biokatalis, sifat fisik, simulasi proses, struktur dan sifat polimer/ biopolimer. Kemajuan kimia komputasi telah memberikan konstribusi besar dalam bidang proses kimia terutama pada langkah efisiensi desain proses dan produk baru, optimasi proses yang sedang berjalan, peningkatan efisiensi energi terbarukan, meminimalkan produksi yang menghasilkan limbah, pemodelan lingkungan, hingga peningkatan produksi dengan tetap mempertimbangkan bidang kesehatan, keselamatan, dan lingkungan hidup di sekitar.
Sebagai bentuk pengaplikasiannya, ruang lingkup kimia komputasi dalam pemodelan molekuler dapat melakukan investigasi struktur dan sifat suatu zat (senyawa) pada tumbuhan, hewan, mikroorganisme hingga mineral. Menggunakan teknik visualisasi grafis untuk menghasilkan gambaran tiga dimensi dari suatu sistem dan proses yang berlangsung dapat diperoleh data yang membantu untuk memprediksi sifat zat tersebut dalam menghasilkan senyawa dan proses yang baru di berbagai bidang penerapan. Seperti aplikasi dalam desain molekul untuk ketahanan material konstruksi bangunan atau desain molekul obat. Kemajuan di bidang kimia komputasi yang hanya menggunakan perangkat komputer, peneliti dapat mengamati, menganalisis, dan mengoptimasi aktivitas, geometri, dan reaktivitas sebelum senyawa disintesis secara eksperimental. Hal ini dapat menghindarkan langkah sintesis suatu senyawa yang membutuhkan waktu dan biaya yang tidak sedikit, tetapi senyawa baru tersebut belum tentu memiliki efek yang diharapkan dan menjamin keberhasilan riset. Dalam hal ini melalui teknologi sains komputasi, penelitian yang awalnya harus dilakukan selama bertahun-tahun kini dapat dipercepat, efisiensi biaya operasional, dan memiliki tingkat akurasi yang tinggi karena melakukan pengukuran secara realtime/ prediksi dan berkelanjutan di setiap hari, jam, menit, hingga detiknya. Bagaimana tertarik untuk mempelajari bidang ilmu kimia komputasi?
