Penemuan Tak Sengaja Mengubah Gabus Menjadi Spons Minyak Ramah Lingkungan
Gabus yang diberi perlakuan laser terbukti efektif dan berkelanjutan untuk pembersihan tumpahan minyak, dengan cepat memisahkan minyak dari air tanpa bahan pendispersi kimia. Kredit: SciTechDaily.com
Gabus yang diolah memiliki daya serap lebih tinggi, memanfaatkan sinar matahari untuk memerangkap minyak dalam hitungan menit.
Tumpahan minyak merupakan bencana mematikan bagi ekosistem laut. Hal ini dapat menimbulkan dampak jangka panjang terhadap ikan dan mamalia laut selama beberapa dekade dan menimbulkan kerusakan pada hutan pantai, terumbu karang, dan daratan di sekitarnya. Dispersan kimia sering digunakan untuk memecah minyak, namun seringkali meningkatkan toksisitas dalam prosesnya.
Di dalam Surat Fisika Terapanoleh AIP Publishing, para peneliti dari Central South University, Huazhong University of Science and Technology, dan Ben-Gurion University of the Negev menggunakan perawatan laser untuk mengubah gabus biasa menjadi alat yang ampuh untuk mengatasi tumpahan minyak.
Mereka ingin menciptakan solusi pembersihan minyak yang tidak beracun dan efektif menggunakan bahan dengan jejak karbon rendah, namun keputusan mereka untuk mencoba gabus dihasilkan dari penemuan yang mengejutkan.
Untuk menghilangkan minyak dari air, penulis menggunakan gabus yang diolah dengan metode laser berdenyut cepat yang menghilangkan sejumlah oksigen dari bahan, meningkatkan karbon relatif dan membuatnya lebih menolak air dan menarik minyak. Perawatan laser juga mengubah struktur gabus: Jika dilihat pada tingkat nanoskopik, bahan tersebut memiliki alur yang dalam, yang meningkatkan total luas permukaan gabus dan memungkinkannya memerangkap sinar matahari dan menghangatkan minyak, sehingga minyak lebih mudah dikumpulkan. Kredit: Yuchun He
Penemuan Tak Sengaja Menghasilkan Solusi Ramah Lingkungan
“Dalam percobaan laser yang berbeda, kami secara tidak sengaja menemukan bahwa keterbasahan gabus yang diproses menggunakan laser berubah secara signifikan, sehingga memperoleh sifat superhidrofobik (menolak air) dan superoleofilik (menarik minyak),” kata penulis Yuchun He. “Setelah menyesuaikan parameter pemrosesan dengan tepat, permukaan gabus menjadi sangat gelap, yang menyadarkan kami bahwa ini mungkin merupakan bahan yang sangat baik untuk konversi fototermal.”
“Menggabungkan hasil ini dengan keunggulan gabus yang ramah lingkungan dan dapat didaur ulang, kami berpikir untuk menggunakannya untuk pembersihan tumpahan minyak di laut,” kata penulis Kai Yin. “Sepengetahuan kami, belum ada orang lain yang mencoba menggunakan gabus untuk membersihkan tumpahan minyak di laut.”
Gabus berasal dari kulit pohon ek gabus yang dapat hidup hingga ratusan tahun. Pohon-pohon ini dapat dipanen setiap tujuh tahun sekali, menjadikan gabus sebagai bahan terbarukan. Ketika kulit kayunya dihilangkan, pohon-pohon tersebut memperkuat aktivitas biologisnya untuk menggantikannya dan meningkatkan penyimpanan karbonnya, sehingga pemanenan gabus membantu mengurangi emisi karbon.
Peningkatan Teknis dan Eksperimen
Para penulis menguji variasi perawatan laser yang berdenyut cepat untuk mencapai keseimbangan karakteristik optimal pada gabus yang dapat dicapai dengan biaya rendah. Mereka mengamati dengan cermat perubahan struktur nanoskopik dan mengukur rasio oksigen dan karbon dalam material, perubahan sudut kontak air dan minyak dengan permukaan, serta penyerapan, pantulan, dan emisi gelombang cahaya material di seluruh spektrum untuk menentukan ketahanannya setelahnya. beberapa siklus pemanasan dan pendinginan.
Sifat fototermal yang dimiliki gabus melalui pemrosesan laser ini memungkinkan gabus memanas dengan cepat di bawah sinar matahari. Alur yang dalam juga menambah luas permukaan yang terkena sinar matahari, sehingga gabus dapat dihangatkan hanya dengan sedikit sinar matahari dalam waktu 10-15 detik. Energi ini digunakan untuk memanaskan minyak yang tumpah, menurunkan viskositasnya dan membuatnya lebih mudah dikumpulkan. Dalam percobaan, gabus yang diberi perlakuan laser mengumpulkan minyak dari air dalam waktu 2 menit.
Perawatan laser tidak hanya membantu menyerap minyak dengan lebih baik, tetapi juga berfungsi mencegah masuknya air.
Penerapan Praktis dan Prospek Masa Depan
“Ketika gabus tersebut menjalani perawatan laser yang berdenyut cepat, struktur mikro permukaannya menjadi lebih kasar,” kata Yin. “Kekasaran tingkat mikro hingga nano meningkatkan hidrofobisitas.”
Akibatnya, gabus mengumpulkan minyak tanpa menyerap air, sehingga minyak dapat diekstraksi dari gabus dan bahkan mungkin digunakan kembali.
“Pemulihan minyak adalah tugas yang kompleks dan sistematis, dan berpartisipasi dalam pemulihan minyak sepanjang siklus hidupnya adalah tujuan kami,” kata Yuchun He. “Langkah berikutnya adalah menyiapkan bahan elektrotermal menggunakan busa poliuretan sebagai kerangka adsorpsi minyak, menggabungkan teknik fototermal dan elektrotermal untuk membentuk sistem pemulihan minyak yang tahan segala cuaca.”
Referensi: “Gabus superhidrofobik hitam berstruktur laser Femtosecond untuk pembersihan minyak mentah bertenaga surya yang efisien” oleh Yuchun He, Kai Yin, Lingxiao Wang, Tingni Wu, Yu Chen, dan Christopher J. Arnusch, 23 April 2024, Surat Fisika Terapan.
DOI: 10.1063/5.0199291
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
