Seorang dokter menciptakan spons loofah untuk menyerap minyak dan mikroplastik.

Spons loofah, yang diciptakan oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Tran Thi Viet Ha (32 tahun), dapat memisahkan minyak dan mikroplastik dari air, sehingga membantu mengatasi masalah pencemaran lingkungan.

Pada tahun 2021, Dr. Tran Thi Viet Ha, seorang dosen di Fakultas Teknologi dan Teknik Lanjutan di Universitas Vietnam-Jepang (Universitas Nasional Vietnam, Hanoi), bersama anggota timnya, mencetuskan ide untuk menciptakan material superhidrofobik dari serat loofah untuk menghilangkan minyak dan partikel mikroplastik dari air. Setelah lebih dari satu tahun penelitian, tim tersebut berhasil menciptakan produk busa superhidrofobik yang terdiri dari dua komponen utama: lapisan dasar dan lapisan pelapis.

Lapisan dasar menggunakan serat loofah yang tumbuh alami dan matang karena kandungan gugus hidroksil hidrofiliknya yang tinggi, yang memberikan daya serap alami. Setelah dibersihkan, permukaan loofah dicelupkan dan disemprot dengan lapisan lilin untuk menciptakan tekstur kasar pada serat, sekaligus mengubah sifatnya dari hidrofilik menjadi hidrofobik.

Lapisan tersebut terbuat dari bahan-bahan alami dan ramah lingkungan seperti lilin lebah, lilin sawit, dan lilin kedelai.

Spons berlapis lilin ini kedap air tetapi juga sangat menyerap minyak. Spons ini dengan mudah menjebak partikel mikroplastik berukuran sekitar 5 μm karena aksi kapiler dari struktur 3D-nya dan interaksi elektrostatik antara permukaan material dan partikel plastik.

Spons loofah, setelah dilapisi lilin, menjadi sepenuhnya kedap air. Foto: Tim peneliti

Hasil pengujian menunjukkan bahwa serat loofah memiliki sifat hidrofobik yang baik dengan sudut kontak yang tinggi dengan air, melebihi 150 derajat. Hal ini memberikan dasar untuk memisahkan minyak dan menangkap partikel mikroplastik dalam campuran air.

Menurut tim peneliti, suatu permukaan dinilai hidrofobik atau hidrofilik berdasarkan sudut kontak antara tetesan air dan permukaan padat. Ketika sudut kontak lebih besar dari 150 derajat, permukaan tersebut menjadi superhidrofobik. Oleh karena itu, spons loofah telah berhasil menunjukkan sifat superhidrofobik.

Spons loofah dapat menyerap minyak dengan laju sekitar 72-88 g/g, mencapai efisiensi pemisahan lebih dari 99% untuk campuran minyak/air. Selain itu, material ini menunjukkan kapasitas penyerapan mikroplastik yang tinggi, menghasilkan 381 mg mikroplastik polistirena dalam 569 g air, setara dengan efisiensi 99%.

Dr. Ha dan rekan-rekannya sebelumnya melakukan penelitian serupa pada busa industri seperti busa poliuretan, busa melamin, dan bahan pelapis berbasis kimia menggunakan metode kompleks yang hanya cocok untuk skala laboratorium. Sementara itu, bahan serat loofah dan metode pelapisan lilin alami dianggap layak untuk aplikasi praktis skala yang lebih besar. "Prosesnya sederhana, menggunakan peralatan yang mudah didapat dan tidak memerlukan keterampilan teknis tingkat lanjut, dan waktu pembuatannya sangat cepat, hanya dalam satu jam," kata dokter wanita tersebut.

Spons loofah dapat memisahkan minyak dari air. Foto: Tim peneliti

Sebuah laporan Bank Dunia pada Juli 2022 memperkirakan bahwa sekitar 3,1 juta ton sampah plastik dihasilkan setiap tahunnya di daratan Vietnam. Selain mikroplastik, minyak dapat masuk ke sumber air melalui pembuangan langsung atau tidak langsung dan menyebar ke lingkungan melalui berbagai jalur, yang menyebabkan berbagai potensi masalah kesehatan bagi manusia dan hewan.

Banyak metode telah diterapkan untuk mengatasi masalah ini, termasuk pembakaran, pengolahan kimia, pengolahan biologis, dan lain-lain, tetapi metode-metode ini dapat menyebabkan polusi sekunder. Misalnya, pembakaran dapat membantu menghilangkan minyak dari air tetapi juga menyebabkan polusi udara dengan menghasilkan sejumlah besar CO2 dan SO2 setelah proses tersebut.

Dr. Ha menyatakan bahwa lembaran busa yang diperkuat serat dari kelompoknya dapat diaplikasikan untuk pengolahan pencemaran lingkungan dan mengatasi masalah-masalah yang disebutkan di atas. Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Environmental Technology & Innovation pada Juni 2023.

Profesor Madya Dr. Nguyen Minh Phuong, Departemen Kimia, Fakultas Sains (Universitas Nasional Vietnam, Hanoi), menilai bahwa minyak dan mikroplastik adalah dua polutan lingkungan yang mendapat perhatian signifikan tidak hanya di Vietnam tetapi juga di seluruh dunia. Tumpahan minyak di perairan permukaan merupakan masalah mendesak, yang membutuhkan material untuk membersihkannya yang sangat ringan dan mengapung. Sementara itu, mikroplastik lebih beracun daripada plastik yang lebih besar dan terlihat dengan mata telanjang. Kedua subjek yang menjadi sasaran kelompok penelitian Dr. Ha ini tepat waktu dan memiliki signifikansi praktis.

Menurut Profesor Madya Phuong, penelitian terkait pengolahan minyak dan mikroplastik di lingkungan perairan masih cukup terbatas baik di dalam maupun luar negeri. Saat ini, belum ada kelompok peneliti yang mengembangkan material untuk mengolah minyak dan mikroplastik secara bersamaan di lingkungan perairan.

Ia mencatat bahwa penggunaan loofah untuk mengatasi pencemaran lingkungan merupakan ide baru dan unik karena merupakan bahan alami, ramah lingkungan, dan mudah terurai. Loofah telah digunakan dalam beberapa penelitian tentang bahan untuk mengolah polutan anorganik seperti logam berat dalam air karena karakteristiknya yang luar biasa: luas permukaan yang besar, ukuran pori yang besar, dan bobotnya yang ringan, sehingga mudah mengapung di permukaan air.

Material superhidrofobik juga menarik perhatian para ilmuwan di seluruh dunia karena kemampuannya untuk menyerap minyak secara selektif. Biasanya, metode kimia digunakan untuk mengubah material berpori menjadi permukaan hidrofobik.

Menurut PSG Phuong, penggunaan lilin yang berasal dari alam, seperti yang dilakukan kelompok penelitian tersebut, untuk memodifikasi permukaan material adalah ide menarik dengan penerapan yang tinggi.

Bich Thao

Tautan sumber