Techno Talk: Aplikasi Nanoteknologi dalam Ilmu Rekayasa Tekstil

Hai sobat, apa kabar? Semoga selalu dalam keadaan baik di mana pun berada.

Jika kamu belum tahu, setiap Kamis malam pukul 20.00 WIB, ada bincang-bincang santai seputar teknologi di Unisi Radio. Program ini merupakan kerja sama antara Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia (FTI UII) dan Unisi Radio, namanya “Techno Talk”. Selama sekitar satu jam sambil ditemani lagu-lagu asik, kita bisa menambah wawasan dengan hal-hal menarik. Program ini dapat disimak melalui frekuensi 104.5 FM untuk kamu yang tinggal di wilayah DIY, atau bisa juga diikuti melalui streaming.unisifm.com untuk kamu yang berdomisili di luar DIY.

Kalau kamu ketinggalan dan belum sempat mengikuti dari awal, jangan khawatir. Berikut ulasan dari Techno Talk pekan lalu (04/02/2021) selengkapnya.

Berbicara nanoteknologi, sebenarnya nanoteknologi itu apa sih Pak?

Nanoteknologi singkatnya adalah teknologi yang mempelajari rekayasa material dalam skala yang sangat kecil, yaitu skala nano. Satu nanometer itu sama dengan 10 pangkat 9 meter. Sebagai gambaran, misalnya ada sehelai rambut manusia, itu dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil.

Apa keunggulan dari nanoteknologi?

Kalau dalam ilmu material, struktur akan menentukan sifat suatu material atau sifat suatu produk yang dibuat. Dengan merekayasa material dalam skala yang sangat kecil, kita bisa melakukan berbagai inovasi dan meningkatkan efisiensi dengan menambahkan fungsi-fungsi baru pada material.

Contoh penerapannya di bidang rekayasa tekstil seperti apa?

Jadi secara garis besar, produk tekstil itu diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu tenun (woven), rajut (knitted), dan bukan tenun (nonwoven). Dari ketiganya ini, nonwoven memiliki penerapan yang lebih variatif karena serat, baik serat alam maupun serat buatan, tidak ditenun dan tidak dirajut, tetapi disusun dengan cara fisika dan cara kimia. Kalau tenun dan rajut, serat diproses menjadi benang, lalu benang diolah menjadi kain melalui tenun dan rajut dengan menggunakan mesin. Contoh produk nonwoven antara lain goodie bag, kertas filter, kantong teh celup, kain bahan masker, dan aerogel. Nanoteknologi bisa diaplikasikan untuk membuat aerogel.

Oh begitu, lalu apa itu aerogel?

Aerogel merupakan suatu material yang dibuat dari gel, lalu cairan dalam gel tersebut diganti udara dengan tetap mempertahankan strukturnya. Kalau di laboratorium, gel tersebut dibekukan lalu dimasukkan ke dalam pelarut tertentu seperti acetone untuk mengganti cairan yang membeku dengan udara, namanya proses freeze drying dan solvent exchange. Sebagai gambaran, aerogel itu seperti foam atau spons untuk cuci piring. Ciri khas aerogel punya pori-pori yang kecil dan banyak jumlahnya. Kalau bahasa sains, pori-pori itu disebut porositas, jadi aerogel memiliki porositas yang relatif besar.

Aerogel dibuat dari apa? Hubungannya dengan nanoteknologi dan tekstil?

Ada beberapa bahan yang bisa digunakan untuk membuat aerogel, salah satunya ada yang disebut nanoselulosa. Seperti namanya, nanoselulosa adalah selulosa yang berukuran nano. Selulosa ini bisa ditemukan pada kapas, alga, bakteri, dan lain-lain. Kalau dalam rekayasa tekstil, ada serat kapas yang digunakan untuk membuat pakaian sehari-hari, itu penyusunnya dari serat selulosa. Selulosa ini secara umum diperoleh dari batang pohon. Batang pohon sendiri kalau dalam pulp industry dicacah menjadi serbuk-serbuk kayu lalu diolah menjadi bubur kayu atau wood pulp. Dan dalam rekayasa tekstil, bubur kayu ini bisa diproses menjadi serat rayon yang juga untuk membuat pakaian sehari-hari.

Bubur kayu dari batang pohon tadi itu kan menghasilkan selulosa, nah ini masih bisa diproses lanjut menjadi nanoselulosa. Jadi bubur kayu ditambahkan zat kimia (ada zat kimia yang namanya cukup panjang, yaitu 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl atau biasa disebut TEMPO), lalu diproses dengan alat yang memiliki tekanan tinggi, sehingga menghasilkan nanoselulosa dalam bentuk gel.

Oh begitu, nanoselulosa itu seperti apa ya Pak?

Sebagai perbandingan begini, kalau serat selulosa dari bubur kayu itu panjangnya sekitar 2-5 milimeter, sedangkan nanoselulosa panjangnya menjadi kurang lebih 500-1000 nanometer. Tadi kan bentuk nanoselulosa itu gel. Kalau dilihat kasat mata, tidak kelihatan apa-apa dari gel nanoselulosa tersebut, hanya gel biasa. Akan tetapi jika dilihat dengan peralatan atau mikroskop khusus, tampak garis-garis yang saling menumpuk dalam gel tersebut. Itulah yang disebut nanoselulosa, kenapa dia dalam bentuk gel, karena dengan ukuran yang sangat kecil, mereka memiliki muatan-muatan ion yang membantu menjaga stabilitas ukurannya. Nanoselulosa ini dapat diproses lanjut menjadi nonwoven aerogel.

Ada artikel yang menerangkan bahwa aerogel itu bisa dibuat untuk bahan produk elektronik. Apa itu benar? Kalau benar, berarti aplikasinya cukup luas ya?

Benar sekali, aerogel itu bisa dimanfaatkan untuk berbagai macam produk, seperti kalau di bidang elektronik, ada komponen dalam batu baterai yang seperti spons, itu aerogel. Kemudian bisa untuk panel surya, peredam suara, penyaring udara, penyerap minyak yang tumpah di laut, bahan perban, bahan pengisi jaket untuk musim dingin, dan kalau dalam rekayasa tekstil, kita kembali ke klasifikasi produk yang dibahas di awal tadi ada woven, knitted, dan nonwoven. Dengan berat yang ringan, porositas yang besar, serta daya serap air yang bagus, aerogel dapat digunakan sebagai bahan produk-produk higienis seperti popok dan pembalut.

Demikian semoga bermanfaat, sampai jumpa di Techno Talk selanjutnya. (ASB)