Mengenal Hidrogel, Teknologi Baru untuk Mengatasi Kelangkaan Air

KOMPAS.com - Kelangkaan air merupakan permasalahan serius bagi sebagian besar penduduk dunia, namun dengan peralatan yang sesuai, air minum dapat diperoleh dengan mudah. Belakangan, sebuah teknologi inovatif berhasil dirancang untuk mengatasi kelangkaan air.

Teknologi hidrogel yang dikembangkan para peneliti dari The University of Texas di Austin ini mampu mengubah udara musim panas menjadi air minum, dikutip dari Science Daily pada Rabu (20/9/2023).

Selama bertahun-tahun, para peneliti telah menekankan pemanfaatan kelembaban di udara sebagai sumber air minum yang layak untuk masyarakat yang mengalami kekeringan.

Kemampuan hidrogel dalam menghasilkan air

Pencapaian penting dari penelitian yang telah dipublikasikan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences itu menunjukkan hidrogel rekayasa molekuler mampu menghasilkan air murni dengan memanfaatkan sinar matahari.

Para peneliti mampu menghasilkan air minum dari udara dengan bantuan energi matahari, bahkan pada suhu setinggi 40 derajat Celsius, yang sering terjadi di musim panas di Texas dan sebagian besar dunia.

Hal ini berarti di daerah yang panas dan memiliki akses terbatas ke air bersih, masyarakat dapat dengan mudah menggunakan perangkat hidrogel untuk memproduksi air.

Perangkat ini dapat menghasilkan antara 3,5 dan 7 kilogram air per kilogram bahan gel, tergantung pada kondisi kelembaban.

"Dengan hidrogel terbaru, kami tidak hanya dapat mengekstrak air dari udara tipis, tapi juga melakukannya dengan cepat dan efisien, tanpa banyak mengkonsumsi energi," ujar Guihua Yu, profesor ilmu dan teknik material di Walker Department of Mechanical Engineering dan Texas Materials Institute.

"Yang menarik dari hidrogel kami adalah bagaimana ia melepaskan air. Bayangkan saja, saat musim panas di Texas sedang panas, kita bisa memanfaatkan perubahan suhu alami tanpa perlu menghidupkan pemanas tambahan," sambungnya.

Mikrogel dapat menyerap air dengan cepat

Fitur penting dari penelitian ini adalah kemampuan hidrogel untuk berubah menjadi partikel mikro yang disebut 'mikrogel'. Mikrogel ini meningkatkan kecepatan dan efisiensi, menjadikan perangkat ini lebih praktis.

"Dengan mengubah hidrogel menjadi partikel mikro, kita dapat meningkatkan kemampuan penangkapan dan pelepasan air secara sangat cepat," kata Weixin Guan, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Yu dan salah satu pemimpin penelitian.

"Ini membawa teknologi penyerap baru yang sangat efisien dan dapat meningkatkan produksi air secara signifikan dalam beberapa siklus harian," sambungnya.

Para peneliti tengah berupaya meningkatkan teknologi ini lebih lanjut untuk mengubahnya menjadi produk komersial.

Salah satu fokus utama adalah mengoptimalkan rekayasa mikrogel untuk meningkatkan efisiensi lebih lanjut.

Bahan murah untuk pembuatan hidrogel

Dikutip dari New Atlas pada Rabu (20/9/2023), gel ini terbuat dari dua bahan utama yang murah dan umum, yaitu selulosa yang berasal dari dinding sel tanaman, dan permen karet konjak, sebuah aditif makanan yang sering digunakan.

Kedua komponen ini bekerja bersama-sama untuk membentuk film gel yang mampu menyerap air dari udara dan mengeluarkannya sesuai kebutuhan, tanpa memerlukan banyak energi.

Pertama-tama, struktur gusi yang berpori menarik air dari udara di sekitarnya. Sedangkan selulosa, sebaliknya, dirancang untuk merespons panas lembut dengan melepaskan air yang telah ditangkap.

Proses pembuatan gel ini juga cukup sederhana, ujar tim peneliti. Bahan dasar dicampurkan bersama, kemudian dituangkan ke dalam cetakan dan dibiarkan selama dua menit.

Setelah itu, gel tersebut dikeringkan dengan pembekuan, kemudian dilepaskan dari cetakan dan siap digunakan. Gel ini dapat dibentuk sesuai kebutuhan, dan proses peningkatannya cukup mudah dan ekonomis.