Ilmuwan ETH Zurich Ciptakan Material Hidup yang Dapat Serap CO2 Seperti Pohon

BAYANGKAN bahan bangunan yang bisa hidup, tumbuh, dan menyerap karbon dioksida (CO2) dari udara—layaknya pohon. Di ETH Zurich, konsep futuristik ini mulai menjadi kenyataan. Tim peneliti lintas disiplin berhasil mengembangkan material hidup berbasis bakteri fotosintetik yang tidak hanya tumbuh dengan bantuan sinar matahari, tetapi juga mengikat CO2 dalam jumlah signifikan.

Penelitian yang dipimpin Prof. Mark Tibbitt, ahli teknik makromolekuler dari ETH Zurich, ini baru saja dipublikasikan di jurnal Nature Communications.

Hidup, Tumbuh, dan Menyerap Karbon

Bahan baru ini menggabungkan bakteri fotosintetik cyanobacteria ke dalam gel hidrofilik yang bisa dicetak secara tiga dimensi. Dengan hanya membutuhkan sinar matahari, air laut buatan, dan CO2, material ini mampu tumbuh dan menyerap karbon secara aktif. Lebih dari itu, cyanobacteria tak hanya menyimpan karbon dalam bentuk biomassa, tetapi juga mengubah sebagian CO2 menjadi mineral karbonat, menjadikannya lebih stabil dan tahan lama.

Baca juga : Hubungan Partikel dengan Atom dan Molekul dalam Benda

"Cyanobacteria merupakan makhluk hidup tertua di Bumi dan sangat efisien melakukan fotosintesis, bahkan dengan cahaya yang sangat lemah," jelas Yifan Cui, penulis utama studi sekaligus mahasiswa doktoral di tim Tibbitt.

Selama uji laboratorium selama 400 hari, material ini berhasil menyerap sekitar 26 miligram CO2 per gram — jauh melebihi metode biologis lain, bahkan menyaingi proses mineralisasi kimia pada beton daur ulang.

Struktur 3D yang Dirancang untuk Hidup

Agar bakteri tetap hidup dan aktif, tim menggunakan teknologi 3D printing untuk merancang struktur yang memungkinkan cahaya dan nutrisi tersebar merata. Struktur ini mengandalkan gaya kapiler untuk mendistribusikan cairan nutrisi secara pasif ke seluruh bagian material.

Baca juga : Kimiawan Stanford Kembangkan Metode Murah untuk Permanen Hilangkan CO2 dari Atmosfer

"Kami membuat bentuk yang mendukung penetrasi cahaya dan memungkinkan distribusi nutrisi tanpa bantuan energi eksternal," kata Dalia Dranseike, rekan penulis studi.

Potensi Arsitektur Ramah Lingkungan

Tibbitt dan tim membayangkan material hidup ini bisa menjadi bagian dari fasad bangunan masa depan yang tidak hanya pasif, tetapi aktif menyerap CO? selama masa hidupnya.

Meski masih dalam tahap awal, konsep ini telah diuji dalam instalasi arsitektur eksperimental:

Picoplanktonics, ditampilkan di Paviliun Kanada pada Biennale Arsitektur Venesia, menggunakan struktur cetak 3D yang diisi cyanobacteria untuk membentuk objek mirip batang pohon setinggi tiga meter. Setiap struktur dapat menyerap hingga 18 kg CO? per tahun, setara dengan daya serap pohon pinus berusia 20 tahun.

Di ajang Triennale di Milano, proyek Dafne’s Skin menampilkan struktur berselimut sirap kayu yang ditumbuhi mikroorganisme. Seiring waktu, mikroba membentuk patina hijau yang mengikat karbon sekaligus memberikan estetika baru: pelapukan kayu sebagai elemen desain aktif.

Menuju Material Bangunan Masa Depan

Bagi para peneliti ETH Zurich, temuan ini menandai langkah besar menuju arsitektur yang lebih selaras dengan alam. Dengan memanfaatkan kekuatan biologis cyanobacteria dan teknologi cetak 3D, mereka membuka jalan bagi bahan bangunan yang tidak hanya ramah lingkungan, tetapi benar-benar hidup dan berfungsi dalam ekosistem.

“Ini pendekatan rendah energi dan berkelanjutan untuk mitigasi karbon,” ujar Tibbitt. “Langkah selanjutnya adalah menguji material ini dalam aplikasi nyata — seperti pelapis bangunan — dan memantau kinerjanya sepanjang waktu.” (Science Daily/Z-2)