Penemuan Jenis Baru Material Yang Bisa Menyembuhkan Diri Sendiri

Penemuan Jenis Baru Material Yang Bisa Menyembuhkan Diri Sendiri
Bagikan Artikel ini di:

Gambar 1: Ilustrasi Self-Healing Material (Sumber: xtremetech.com)

Sebuah kelompok penelitian dari Lembaga Penelitian dan Pengembangan Nasional (RIKEN) Jepang dan Universitas Kyushu telah mengembangkan jenis bahan baru yang berbahan dasar etilen yang menunjukan kemampuan yang berguna seperti dapat menyembuhkan atau memulihkan diri sendiri dan memiliki ingatan bentuk.

Hebatnya lagi, beberapa material bahkan dapat secara spontan memulihkan diri sendiri bahkan saat berada dalam air atau larutan asam dan alkali atau air dengan pH di atas 7 (cenderung basa). Material tersebut berbahan dasar etilena, senyawa yang merupakan sumber dari banyak plastik yang digunakan saat ini, seperti ember, pipa air, mainan hingga plastik pembungkus.

Gambar 2. Struktur Kimia Etilena (Sumber: study.com)

Material yang dapat menyembuhkan atau memulihkan diri sendiri atau yang disebut Self-Healing Material telah menjadi bidang penelitian yang populer selama dekade terakhir, dan berbagai material telah dikembangkan.

Namun, sebagian besar Self-Healing Material yang dilaporkan sampai saat ini mengandalkan desain canggih yang menggabungkan mekanisme kimia ke dalam rantai polimer atau molekul besar dengan ikatan seperti ikatan kovalen reversible (balik) atau irreversible (tidak dapat balik), ikatan hidrogen, interaksi ligan (molekul kecil) logam atau interaksi ionik.

Gambar 3: Gambar mikroskop optik sampel material yang rusak dan dapat memperbaiki diri. Gambar atas dengan kondisi di udara dengan suhu 25ºC dan gambar bawah dengan kondisi dalam air dengan suhu 25ºC. (Sumber: pubs.acs.org)

Akibatnya, material itu memerlukan rangsangan eksternal seperti panas atau tekanan untuk mendorong material untuk memulihkan diri, dan dalam kebanyakan kasus, pemulihan tersebut tidak dapat terjadi di dalam larutan air, asam atau basa karena jaringan kimia tidak dapat bertahan dalam kondisi seperti itu.

Idealnya adalah dapat menciptakan material yang memiliki ketangguhan yang cukup dan dapat menyembuhkan atau memulihkan diri sendiri dalam berbagai kondisi. Untuk itulah penelitian tersebut dilakukan.

Pada penelitian yang telah diterbitkan dalam Jurnal American Chemical Society pada tanggal 6 Februari 2019, para peneliti menggunakan katalis (penghantar reaksi) skandium (Sc), logam langka untuk membuat polimer dari etilen dan anisilpropilena -salah satu polimer dalam industri termoplastik- dan bentuk etilena-etilen lain dengan rantai lebih pendek.

Untuk diketahui, di pasaran biasanya skandium dihargai sekitar US$ 1400 per 100 gram atau sekitar Rp 20 juta. Meski awalnya Sc ditemukan di kawasan Skandinavia yang kemudian dijadikan nama, tapi mineral skandium juga ditemukan di wilayah lain dalam jumlah terbatas, termasuk di Indonesia. Hasil penelitian sejumlah akademisi pertambangan di Kabupaten Polewali Mamasa, Sulawesi Selatan pernah mengidentifikasi adanya mineral tersebut.

Zhaomin Hou dari RIKEN Center for Sustainable Resource Science and the RIKEN Cluster for Pioneering Research mengatakan, digunakannya skandium sebagai katalis adalah kelanjutan dari penelitian sebelumnya. Para peneliti menemukan bahwa skandium dapat sangat berguna untuk membuat kopolimer etilena dan anisylpropylenes. Para peneliti bahkan kagum dengan sifat khusus yang diperlihatkan oleh material tersebut, mereka juga berharap dapat menemukan aplikasi yang berbeda dari material tersebut.

Hasilnya, material self-healing jenis baru yang didapatkan memang dapat berfungsi dengan baik, bersifat elastis, keras tapi juga memiliki sifat seperti cairan. Material tersebut dapat ditarik dan kembali ke bentuk aslinya dan menjadi plastik yang kaku kembali.

Baca juga:

Gambar 4: a. Lembaran material dibentuk menjadi logo RIKEN dan dicat pada suhu 20ºC. b. Material dideformasi (Diubah bentuk) pada suhu 50ºC. c. Material diletakkan di air 50ºC. d. Bentuk aslinya pulih dalam 5 detik dalam penangas air pada 50ºC. (Sumber: phys.org)

Material yang merupakan kopolimer elastomer (gabungan 2 monomer yang elastis) itu sangat lentur, tangguh dan menunjukan sifat penyembuhan diri yang luar biasa. Material itu bahkan setelah dipotong, misalnya, dapat tersambung kembali seperti bentuk awalnya. Material itu dapat memiliki sifat tersebut tanpa perlu energi atau stimulus eksternal untuk memulihkan diri.

Sementara itu, Zhaomin Hou dari RIKEN Center for Sustainable Resource Science and the RIKEN Cluster for Pioneering Research yang memimpin tim peneliti mengatakan bahwa mereka (tim peneliti) telah belajar dari penelitian sebelumnya bahwa katalis skandium dapat digunakan untuk membuat kopolimer antara etilena dan anisylpropylenes. Namun mereka kagum dengan sifat khusus yang diperlihatkan oleh material tersebut.

Referensi
[1] Wang, Haobing. Yang, Yang. Nishiura, Masayoshi. Higaki, Yuji. Takahara, Atsushi. Hou, Zhaomin. 2019. Synthesis of Self-Healing Polymers by Scandium-Catalyzed Copolymerization of Ethylene and Anisylpropylenes. Journal of the American Chemical Society. DOI: 10.1021/jacs.8b13316

[2] RIKEN. 2019. Scientists discover new type of self-healing material. Diakses dari: https://phys.org/news/2019-02-scientists-self-healing-material.html pada 20 Februari 2019

[3] Anonim. 2019. Polimer. Diakses dari: https://www.ilmukimia.org/2013/03/polimer.html pada 20 Februari 2019

[4] Reid. Danielle. 2018. What Is Polyethylene?. Diakses dari https://study.com/academy/lesson/what-is-polyethylene-properties-uses-quiz.html pada 26 Februari 2019

[5] Fadli, Chaerul. 2014. Mineral Langka Skandium Ditemukan di Polewali Mamasa. Diakses dari http://www.tribunnews.com/regional/2014/11/24/mineral-langka-skandium-ditemukan-di-polewali-mamasa pada 27 Februari 2019

[6] Anwardah. 2018. Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Kimia Skandium. Diakses dari https://sainskimia.com/sifat-pembuatan-kegunaan-dan-sumber-dari-unsur-kimia-skandium/ pada 27 Februari 2019

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Bagikan Artikel ini di:

Tinggalkan Balasan

3 × two =