Tumpahan minyak adalah bencana mematikan bagi ekosistem laut. Hal tersebut dapat memiliki dampak yang berkelanjutan pada ikan dan mamalia laut selama puluhan tahun dan menyebabkan kerusakan pada hutan pantai, terumbu karang, dan tanah di sekitarnya. Bahan kimia dispersan sering digunakan untuk memecah minyak, tetapi seringkali meningkatkan toksisitas dalam prosesnya.
Dalam Applied Physics Letters, para peneliti dari Central South University, Huazhong University of Science and Technology, dan Ben-Gurion University of the Negev menggunakan perlakuan laser untuk mengubah gabus biasa menjadi alat yang kuat untuk mengatasi tumpahan minyak.
Tim peneliti ingin menciptakan solusi pembersihan minyak yang tidak beracun dan efektif menggunakan bahan dengan jejak karbon rendah, tetapi keputusan mereka untuk mencoba gabus berasal dari penemuan yang mengejutkan.
Dalam eksperimen laser yang berbeda, tim secara tidak sengaja menemukan bahwa kebasahan gabus yang diproses menggunakan laser berubah secara signifikan, mendapatkan sifat superhidrofobik (menolak air) dan superoleofilik (menarik minyak). Setelah menyesuaikan parameter pengolahan dengan tepat, permukaan gabus menjadi sangat gelap, yang membuat tim menyadari bahwa itu mungkin menjadi bahan yang sangat baik untuk konversi fototermal. Dengan menggabungkan hasil ini dengan keunggulan ramah lingkungan dan daur ulang dari gabus, tim ingin menggunakannya untuk membersihkan tumpahan minyak laut.
Gabus berasal dari kulit pohon ek gabus, yang dapat hidup selama ratusan tahun. Pohon-pohon ini dapat dipanen sekitar setiap tujuh tahun, membuat gabus menjadi bahan yang dapat diperbarui. Ketika kulitnya dihilangkan, pohon-pohon tersebut meningkatkan aktivitas biologis mereka untuk menggantinya dan meningkatkan penyimpanan karbon mereka, sehingga panen gabus membantu mengurangi emisi karbon.
Para penulis menguji variasi perlakuan laser berdenyut cepat untuk mencapai keseimbangan optimal karakteristik dalam gabus yang dapat dicapai dengan biaya rendah. Mereka memeriksa perubahan struktural nanoskopik dan mengukur rasio oksigen dan karbon dalam bahan, perubahan sudut dengan mana air dan minyak menghubungi permukaan, dan penyerapan gelombang cahaya, pantulan, dan emisi bahan tersebut di seluruh spektrum untuk menentukan ketahanannya setelah beberapa siklus pemanasan dan pendinginan.
Sifat fototermal yang diberikan pada gabus melalui pengolahan laser ini memungkinkan gabus untuk cepat menghangat di bawah sinar matahari. Alur yang dalam juga meningkatkan luas permukaan yang terkena sinar matahari, sehingga gabus dapat dipanaskan hanya dengan sedikit sinar matahari dalam waktu 10-15 detik. Energi ini digunakan untuk menghangatkan minyak yang tumpah, menurunkan viskositasnya, dan membuatnya lebih mudah untuk dikumpulkan. Dalam percobaan, gabus yang diolah dengan laser mengumpulkan minyak dari air dalam waktu 2 menit.
Perlakuan laser tidak hanya membantu menyerap minyak dengan lebih baik, tetapi juga mencegah masuknya air. Hal ini dikarenakan ketika gabus menjalani perlakuan laser berdenyut cepat, struktur mikro permukaannya menjadi lebih kasar.Strutur kasar ini meningkatkan hidrofobisitas. Akibatnya, gabus mengumpulkan minyak tanpa menyerap air, sehingga minyak dapat diekstraksi dari gabus dan mungkin bahkan digunakan kembali.
Langkah tim selanjutnya adalah menyiapkan material elektrotermal menggunakan busa poliuretan sebagai kerangka untuk adsorpsi minyak, menggabungkan teknik fototermal dan elektrotermal untuk membentuk sistem pemulihan minyak sepanjang cuaca.
Referensi :
[1] https://publishing.aip.org/publications/latest-content/laser-treated-cork-absorbs-oil-for-carbon-neutral-ocean-cleanup/ diakses pada 31 Mei 2024
[2] Yuchun He, Kai Yin, Lingxiao Wang, Tingni Wu, Yu Chen, Christopher J. Arnusch. Femtosecond laser structured black superhydrophobic cork for efficient solar-driven cleanup of crude oil. Applied Physics Letters, 2024; 124 (17) DOI: 10.1063/5.0199291
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.