Penggunaan masker sekali pakai selama pandemi, telah menghadirkan masalah lingkungan. Para peneliti telah menunjukkan sebuah gagasan untuk menggabungkan masker bekas ke dalam campuran semen untuk membuat beton yang lebih kuat dan tahan lama.
Dalam makalah yang diterbitkan dalam jurnal Materials Letters, tim peneliti Washington State University menunjukkan bahwa campuran yang menggunakan bahan masker 47% lebih kuat dari semen yang biasa digunakan setelah satu bulan curing (penyediaan kelembapan, suhu, dan waktu yang cukup untuk memungkinkan beton mencapai sifat yang diinginkan untuk penggunaan yang dimaksudkan).
“Masker limbah ini sebenarnya bisa menjadi komoditas berharga jika Anda memprosesnya dengan benar,” kata Xianming Shi, profesor dan ketua sementara Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan penulis terkait di makalah tersebut. “Saya selalu mencari aliran limbah, dan reaksi pertama saya adalah ‘bagaimana saya mengubahnya menjadi sesuatu yang dapat digunakan pada beton atau aspal?'”
Produksi semen adalah proses intensif karbon, bertanggung jawab atas sebanyak 8% emisi karbon di seluruh dunia. Serat mikro terkadang sudah ditambahkan ke beton semen untuk memperkuatnya, tapi harganya mahal. Beton bertulang mikrofiber berpotensi mengurangi jumlah semen yang dibutuhkan untuk suatu proyek atau membuat beton bertahan lebih lama, menghemat emisi karbon serta uang untuk pembangun dan pemilik.
Terbuat dari kain polipropilen atau poliester yang bersentuhan dengan kulit dan serat polipropilen ultra halus untuk lapisan penyaringan, masker medis memiliki serat yang dapat berguna untuk industri beton. Jika tidak digunakan kembali, masker sekali pakai dapat tetap berada di lingkungan selama beberapa dekade dan menimbulkan risiko bagi ekosistem.
“Karya ini menampilkan sebuah teknologi untuk mengalihkan masker bekas dari aliran limbah menjadi aplikasi bernilai tinggi,” kata Shi.
Dalam pekerjaan pembuktian konsep mereka, para peneliti mengembangkan proses untuk membuat serat kecil dari masker, mulai dari panjang lima hingga 30 milimeter. Selanjutnya, menambahkannya pada beton semen untuk memperkuatnya dan mencegahnya retak. Untuk pengujiannya, mereka melepaskan loop logam dan kapas dari masker, memotongnya dan memasukkannya ke dalam semen Portland biasa, jenis semen yang paling umum digunakan di seluruh dunia dan bahan dasar untuk beton, mortar dan nat.
Mereka mencampurkan microfiber masker ke dalam larutan graphene oxide sebelum menambahkan campuran ke pasta semen. Grafena oksida memberikan lapisan ultra tipis yang sangat melekat pada permukaan serat. Serat-serat kecil dari masker tersebut menyerap atau menghilangkan energi rekahan yang akan berkontribusi pada retakan kecil pada beton. Tanpa serat, retakan mikroskopis ini pada akhirnya akan menyebabkan retakan yang lebih luas dan kegagalan material.
Para peneliti sedang melakukan lebih banyak penelitian untuk menguji gagasan mereka bahwa serat mikro yang diolah dengan graphene oxide juga dapat meningkatkan daya tahan beton dan melindunginya dari kerusakan akibat embun beku dan dari bahan kimia penghilang es yang digunakan di jalan raya. Mereka juga membayangkan penerapan teknologi ini pada daur ulang bahan polimer lainnya, seperti pakaian bekas, untuk mendorong pengumpulan limbah tersebut.
Tina Hilding, Washington State University
