Teknologi Baru Ubah Limbah Organik Menjadi Air Minum dari Udara

SISA makanan yang terbuang, ranting pohon, cangkang kerang, dan berbagai bahan alami lainnya menjadi bahan utama dalam sistem inovatif yang dapat menghasilkan air minum langsung dari udara. Sistem ini dikembangkan para peneliti dari Universitas Texas di Austin.

Sistem baru ini, yang disebut "molecularly functionalized biomass hydrogels", mampu mengubah berbagai produk alami menjadi sorben, yaitu material yang dapat menyerap cairan. Dengan mengombinasikan sorben ini dengan sedikit panas, para peneliti berhasil mengumpulkan air minum dari atmosfer, bahkan dalam kondisi kering.

"Dengan terobosan ini, kami menciptakan strategi rekayasa molekuler universal yang memungkinkan berbagai bahan alami diubah menjadi sorben berkinerja tinggi," kata Guihua Yu, profesor ilmu material dan teknik mesin di Texas Materials Institute, UT Austin. 

Baca juga : Philips Jawab Kebutuhan Air Bebas Mikroplastik dan BPA

"Ini membuka cara baru untuk mengembangkan sistem pengumpulan air yang berkelanjutan, membawa kita lebih dekat ke sistem pemanenan air yang praktis untuk rumah tangga dan komunitas kecil."

Dalam uji coba lapangan, sistem ini mampu menghasilkan 14,19 liter air bersih per kilogram sorben setiap hari. Sebagai perbandingan, sebagian besar sorben hanya mampu menghasilkan antara 1 hingga 5 liter per kilogram per hari.

Mengubah Biomassa Menjadi Teknologi Pemanen Air

Para peneliti menyebut sistem ini sebagai cara baru dalam merancang sorben. Alih-alih menggunakan pendekatan tradisional "pilih dan kombinasikan", yang membutuhkan pemilihan material khusus untuk fungsi tertentu, strategi molekuler baru ini memungkinkan hampir semua biomassa diubah menjadi pemanen air yang efisien.

Baca juga : Biasa Masak dengan Air Sumur? Ini Cara Mudah Cek Logam Berat dengan Teh

Berbeda dengan sorben sintetis yang ada saat ini—yang bergantung pada bahan petrokimia dan membutuhkan energi tinggi—hidrogel berbasis biomassa dari tim UT Austin ini bersifat biodegradable, dapat diproduksi dalam skala besar, dan membutuhkan energi minimal untuk melepaskan air. Rahasianya terletak pada proses rekayasa molekuler dua tahap yang memberikan sifat higroskopis dan respons termal pada polisakarida berbasis biomassa, seperti selulosa, pati, atau kitosan.

"Pada akhirnya, akses terhadap air bersih harus sederhana, berkelanjutan, dan dapat diperluas," kata Weixin Guan, mahasiswa doktoral senior sekaligus peneliti utama dalam studi ini. "Material ini memberi kita cara untuk memanfaatkan sumber daya alam yang melimpah dan menghasilkan air dari udara—kapan saja, di mana saja."

Menuju Solusi Air Bersih yang Lebih Luas

Inovasi terbaru ini merupakan bagian dari upaya panjang Guihua Yu dalam mengembangkan solusi bagi masyarakat yang tidak memiliki akses ke air minum bersih. Selama bertahun-tahun, ia telah menciptakan berbagai hidrogel pemanen air yang dapat beradaptasi dengan kondisi paling kering. Baru-baru ini, ia juga mengembangkan sistem filtrasi air injeksi serta menerapkan teknologi hidrogelnya untuk sektor pertanian.

Saat ini, tim peneliti sedang berupaya meningkatkan skala produksi dan merancang sistem perangkat yang siap untuk dikomersialisasikan, termasuk pemanen air portabel, sistem irigasi mandiri, dan perangkat darurat untuk air minum. Sejak awal, mereka berfokus pada skalabilitas dan penerapan teknologi ini untuk membantu masyarakat di seluruh dunia.

"Tantangan terbesar dalam pemanenan air yang berkelanjutan adalah mengembangkan solusi yang dapat diperluas secara efisien dan tetap praktis di luar laboratorium," kata Yaxuan Zhao, peneliti pascasarjana di laboratorium Yu. "Karena hidrogel ini dapat dibuat dari biomassa yang tersedia luas dan beroperasi dengan energi minimal, ia memiliki potensi besar untuk produksi skala besar dan penerapan di komunitas terpencil, upaya bantuan darurat, serta sistem air desentralisasi." (Science Daily/Z-2)