RAKYATKU.COM - Para peneliti di Cina telah mengembangkan cara baru untuk menghilangkan bakteri dari air yang mereka katakan sangat efisien dan ramah lingkungan. Dengan menyinari sinar ultraviolet ke lembaran dua dimensi senyawa yang disebut grafit karbon nitrida, prototipe tim dapat memurnikan 10 liter (2,6 galon cair) air hanya dalam satu jam, membunuh hampir semua bakteri berbahaya yang ada.
Jenis teknik pembersihan air ini dikenal sebagai desinfeksi fotokatalitik, dan sering dibicarakan - dan diteliti dengan seksama - sebagai alternatif yang menarik untuk sistem penyaringan air saat ini, seperti klorinasi atau desinfeksi ozon, yang keduanya tidak ramah lingkungan, dikutip dari Science Alert, Sabtu (23/2/2019).
Dengan dunia menghadapi masa depan perubahan iklim dan kelangkaan air , menemukan cara lingkungan untuk membersihkan air minum kita adalah yang paling penting.
"Penerapan teknologi desinfektan fotokatalitik di masa depan dapat secara signifikan mengurangi kelangkaan air bersih dan kekurangan energi global," jelas penulis senior Dan Wang.
Cara teknologi ini bekerja sangat sederhana. Berbagai bahan dapat digunakan sebagai fotokatalis dalam air - yang berarti mereka menyerap cahaya dan mempercepat (atau mengkatalisasi) reaksi oksigen yang terjadi dalam air di hadapan panjang gelombang cahaya tertentu. Reaksi-reaksi ini menghasilkan molekul yang dikenal sebagai spesies oksigen reaktif (ROS), yang hebat dalam membunuh mikroorganisme.
Ada banyak katalis logam efisien yang dapat digunakan seseorang untuk ini, tetapi sayangnya mereka melepaskan residu logam ke dalam air. Sementara itu katalis non-logam, seperti nanotube dan graphene, lebih aman, tetapi kurang efisien daripada rekan-rekan logamnya - mereka tidak menghasilkan cukup ROS untuk menyelesaikan pekerjaan.
Sekarang, para peneliti di Akademi Ilmu Pengetahuan Cina di Beijing dan Universitas Yangzhou (YZU) di Jiangsu berpikir mereka akhirnya menemukan solusi yang praktis, efisien dan tidak beracun.
Kuncinya adalah bahan sintetis, ultra-tipis dengan semua sifat yang tepat untuk menyerap cahaya dan menghasilkan ROS yang cukup untuk membunuh bakteri. Nitrida karbon grafit telah menarik perhatian yang semakin meningkat selama bertahun-tahun karena potensinya untuk penyimpanan energi.
Dengan hanya menggunakan cahaya, para peneliti menemukan bahwa lembaran dua dimensi dari bahan ini dapat dengan cepat memurnikan air yang tercemar. Tes awal melihat kematian 99,9999 persen dari semua bakteri Escherichia coli dalam sampel 50 mililiter hanya dalam 30 menit.
Itu lima kali lebih cepat daripada fotokatalis bebas logam lainnya yang saat ini kita kenal. Plus, reaksi hanya menghabiskan sepersepuluh katalis pada suatu waktu.
"Efisiensi sangat tinggi ini juga sebanding dengan fotokatalis berbasis logam terbaik," tulis para penulis .
Efisiensi berasal dari struktur unik dari bahan ini - para peneliti memuat tepi lembaran dengan molekul karboksil dan karbonil , yang menarik elektron tambahan ke tepi ini.
Dipukul oleh ultraviolet dan cahaya tampak, seluruh pengaturan ini secara efisien menghasilkan ROS yang kita semua kenal sebagai hidrogen peroksida. Begitu berada di dalam air, antiseptik ini secara efektif membunuh bakteri dengan menerobos dinding sel mereka dan mendatangkan malapetaka di bagian dalam mereka, sebelum dengan aman berdisosiasi menjadi air dan oksigen.
Bagian terbaiknya adalah bahwa penulis mengatakan sistem seperti ini tidak akan sulit untuk mereproduksi dalam skala yang lebih besar. Nitrida karbon grafit dapat dengan mudah disintesis dengan biaya rendah , dan sistem itu sendiri sederhana dan murah untuk disatukan.
"Peningkatan untuk katalis dan perangkat tidak sulit," kata Wang.
Ini langkah pertama yang baik, tetapi prototipe tidak akan cukup dengan sendirinya untuk memurnikan air dari kontaminan lainnya.
"Pemurnian membutuhkan perangkat lain untuk menghilangkan ion logam berat, menyesuaikan pH, dan menghilangkan residu," kata Wang .
"Kita perlu menggabungkan sistem kita dengan yang lain untuk memenuhi persyaratan pemurnian air."