Doktor mencipta span loofah untuk menyerap minyak dan mikroplastik

Span Loofah yang dicipta oleh pasukan penyelidik Dr Tran Thi Viet Ha (32 tahun) mempunyai keupayaan untuk mengasingkan minyak dan mikroplastik daripada air, membantu menyelesaikan masalah pencemaran alam sekitar.

Pada 2021, Dr. Tran Thi Viet Ha, pensyarah di Fakulti Teknologi dan Kejuruteraan Termaju, Universiti Vietnam-Jepun (Vietnam National University, Hanoi) dan ahli pasukannya menghasilkan idea untuk membuat bahan super hidrofobik daripada gentian loofah untuk mengeluarkan zarah minyak dan mikroplastik dalam air. Selepas lebih daripada setahun penyelidikan, pasukan mencipta produk buih super hidrofobik yang terdiri daripada dua komponen utama: lapisan asas dan lapisan salutan.

Lapisan asas dibuat daripada loofah lama semula jadi kerana kumpulan hidroksil hidrofiliknya, yang memberikan penyerapan semula jadi. Selepas pembersihan, permukaan loofah dicelup dan disembur dengan lapisan lilin untuk membuat kekasaran untuk gentian, sambil mengubah sifat dari hidrofilik kepada hidrofobik.

Salutan diperbuat daripada beeswax, palm wax, bean wax...yang benar-benar semulajadi dan mesra alam.

Span bersalut lilin adalah kalis air tetapi serap minyak sepenuhnya. Ia juga mudah menyerap zarah mikroplastik bersaiz kira-kira 5 μm, disebabkan oleh tindakan kapilari akibat struktur 3D dan interaksi elektrostatik antara permukaan bahan dan zarah plastik.

Serat loofah selepas disalut dengan lilin adalah kalis air sepenuhnya. Foto: Pasukan penyelidik

Keputusan ujian menunjukkan bahawa sifat hidrofobik loofah adalah baik dengan sudut sentuhan air melebihi 150 darjah. Ini adalah asas untuk mengasingkan minyak dan menangkap zarah mikroplastik dalam campuran air.

Menurut pasukan penyelidik, permukaan dianggap hidrofobik atau hidrofilik berdasarkan sudut sentuhan antara titisan air dan permukaan pepejal. Apabila sudut sentuhan lebih besar daripada 150 darjah, permukaan menjadi superhidrofobik. Oleh itu, span loofah telah berjaya menunjukkan superhydrophobicity.

Span loofah dapat menyerap minyak pada nisbah kira-kira 72-88 g/g, dengan kecekapan pemisahan melebihi 99% untuk campuran minyak/air. Di samping itu, bahan tersebut menunjukkan kapasiti penyerapan mikroplastik yang tinggi, dengan hasil 381 mg mikroplastik polistirena dalam 569 g air, bersamaan dengan kecekapan 99%.

Dr. Ha dan rakan-rakannya telah menjalankan penyelidikan serupa tentang buih industri seperti buih poliuretana, buih melamin dan bahan salutan kimia dengan kaedah yang kompleks, hanya sesuai untuk skala makmal. Manakala, bahan gentian loofah dan kaedah salutan lilin asli dinilai mampu dilaksanakan pada skala yang lebih besar secara realiti. “Prosesnya mudah dengan peralatan yang mudah didapati dan tidak memerlukan teknologi tinggi terutama masa pembuatannya cepat dalam masa 1 jam,” kata doktor wanita itu.

Span loofah boleh memisahkan minyak daripada air. Foto: Pasukan penyelidik

Laporan Bank Dunia pada Julai 2022 menganggarkan terdapat kira-kira 3.1 juta tan sisa plastik di darat di Vietnam setiap tahun. Selain mikroplastik, minyak boleh memasuki sumber air melalui pelepasan langsung atau tidak langsung dan merebak ke alam sekitar melalui pelbagai laluan, membawa kepada banyak masalah kesihatan yang berpotensi untuk manusia dan haiwan.

Banyak kaedah telah digunakan untuk menyelesaikan masalah ini, termasuk pembakaran, rawatan kimia, rawatan biologi... tetapi ia boleh menyebabkan pencemaran sekunder. Sebagai contoh, pembakaran boleh membantu mengeluarkan minyak daripada air tetapi juga menyebabkan pencemaran udara dengan menghasilkan sejumlah besar CO2 dan SO2 selepas proses tersebut.

Dr Ha berkata, span gentian kumpulan itu boleh digunakan untuk merawat pencemaran alam sekitar dan mengatasi masalah di atas. Penyelidikan itu diterbitkan dalam jurnal Environmental Technology & Innovation pada Jun 2023.

Profesor Madya Dr Nguyen Minh Phuong, Fakulti Kimia, Universiti Sains Semula Jadi (Universiti Kebangsaan Vietnam, Hanoi), menilai bahawa minyak dan mikroplastik adalah dua bahan pencemar alam sekitar yang amat membimbangkan bukan sahaja di Vietnam tetapi juga di seluruh dunia. Pencemaran minyak dalam air permukaan adalah isu pembakaran, dan bahan untuk mengeluarkannya perlu sangat ringan dan boleh terapung di permukaan air. Sementara itu, mikroplastik lebih toksik daripada plastik bersaiz besar dan boleh diperhatikan dengan mata kasar. Dua subjek yang pasukan penyelidik Dr. Ha sasarkan adalah topikal dan kepentingan praktikal.

Menurut Profesor Madya Phuong, penyelidikan berkaitan rawatan minyak dan mikroplastik dalam persekitaran akuatik masih agak sederhana di peringkat domestik dan antarabangsa. Pada masa ini, tiada kumpulan penyelidikan telah membangunkan bahan untuk merawat minyak dan mikroplastik secara serentak dalam persekitaran akuatik.

Beliau berkata menggunakan loofah untuk merawat pencemaran alam sekitar adalah idea baharu dan unik kerana ini adalah bahan asal semula jadi, mesra alam dan biodegradasi. Loofah telah digunakan dalam beberapa penyelidikan tentang bahan untuk merawat bahan pencemar bukan organik seperti logam berat dalam air kerana ia mempunyai ciri-ciri yang menonjol seperti luas permukaan yang besar, saiz liang yang besar dan sangat ringan, mudah terapung di permukaan air.

Bahan superhidrofobik juga menarik perhatian saintis di seluruh dunia kerana keupayaan mereka untuk menyerap minyak secara selektif. Biasanya, kaedah kimia digunakan untuk mengubah bahan berliang kepada permukaan hidrofobik.

Menurut Profesor Madya Phuong, menggunakan lilin asal semula jadi seperti kumpulan penyelidik untuk mengubah suai permukaan bahan adalah idea yang menarik dan sangat sesuai.

Bich Thao

Pautan sumber