Sederhana dibuat dan mudah untuk dikembangkan, teknologi ini memanfaatkan struktur nano alami yang tumbuh pada logam cair.
Para peneliti dari Universitas RMIT dan Universitas New South Wales (UNSW) yang berada di belakang inovasi, telah menunjukkan bahwa mereka dapat melakukan penyaringan baik pada logam berat maupun minyak dari air dengan kecepatan luar biasa.
Peneliti RMIT, Dr Ali Zavabeti mengatakan pencemaran air tetap menjadi tantangan signifikan secara global – 1 dari 9 orang tidak memiliki air bersih yang dekat dengan rumah mereka.
“Kontaminasi logam berat menyebabkan masalah kesehatan yang serius dan rentan terutama pada anak-anak,” kata Zavabeti.
“Filter nano baru kami berkelanjutan, ramah lingkungan, dapat diskalakan, dan biayanya rendah. Kami telah menunjukkan jika teknologi ini telah berfungsi untuk menghilangkan timbal dan minyak dari air, tetapi kami juga tahu memiliki potensi untuk menargetkan pada kontaminan umum lainnya. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahan yang kami gunakan efektif dalam menyerap kontaminan seperti merkuri, sulfat, dan fosfat. Dengan pengembangan lebih lanjut dan dukungan secara komersial, nano-filter baru ini bisa menjadi solusi murah dan sangat cepat untuk permasalahan air kotor.”
Proses kimia logam cair yang dikembangkan oleh para peneliti memiliki aplikasi potensial di berbagai industri termasuk peralatan elektronik, membran, optik dan katalisis.
“Teknik ini berpotensi memiliki nilai industri yang signifikan, karena dapat dengan mudah dikembangkan, logam cair dapat digunakan kembali, dan proses reaksinya hanya membutuhkan waktu yang singkat dan suhu rendah,” kata Zavabeti.
Pemimpin proyek Profesor Kourosh Kalantar-zadeh, di RMIT, mengatakan bahan kimia logam cair yang digunakan dalam proses tersebut memungkinkan struktur nano yang berbeda untuk diaplikasikan, baik sebagai lembaran atomik tipis yang digunakan sebagai filter nano atau sebagai struktur yang berserat nano.
“Menumbuhkan bahan-bahan ini secara konvensional adalah memerlukan banyak energi, membutuhkan suhu tinggi, waktu pemrosesan yang ekstensif dan menggunakan logam beracun,” katanya.
“Bahan kimia logam cair menghindari semua masalah tersebut, jadi ini adalah alternatif yang luar biasa.”
Bagaimana itu bekerja
Teknologi inovatif adalah berkelanjutan, ramah lingkungan, terukur dan berbiaya rendah. Para peneliti menciptakan logam paduan dengan menggabungkan logam cair berbasis gallium dengan aluminium.
Ketika paduan ini terkena air, lapisan tipis nano, senyawa aluminium oksida akan tumbuh secara alami di permukaan.
Lapisan-lapisan tipis ini – 100.000 kali lebih tipis dari rambut manusia – diremukkan kembali dalam mode keriput, membuatnya sangat mudah untuk menyerap. Sehingga, memungkinkan air melewati dengan cepat sementara senyawa oksida aluminium-nya menyerap pengotor.
Eksperimen menunjukkan nano-filter yang terbuat dari lembaran tipis yang ditumpuk secara atomik, efisien untuk menghilangkan timbal dari air yang telah terkontaminasi pada lebih dari 13 kali tingkat minum yang aman, dan sangat efektif dalam memisahkan minyak dari air.
Proses ini tidak menghasilkan limbah dan hanya membutuhkan aluminium dan air, dengan logam cair yang digunakan kembali untuk setiap batch nano-struktur baru.
Metode yang dikembangkan oleh para peneliti dapat digunakan untuk menumbuhkan material berstruktur nano sebagai lembaran ultra-tipis dan juga sebagai serat nano.
Bentuk yang berbeda ini memiliki karakteristik yang berbeda – lembaran ultra-tipis yang digunakan dalam eksperimen nano-filter memiliki kekakuan mekanis yang tinggi, sementara serat nano sangat tembus cahaya.
Kemampuan untuk menumbuhkan bahan dengan karakteristik yang berbeda menawarkan kesempatan untuk menyesuaikan bentuk untuk meningkatkan sifat-sifatnya yang berbeda untuk berbagai aplikasi dalam peralatan elektronik, membran, optik dan katalisis.
Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Advanced Functional Materials
