Bedak tahan luntur, cat anti gores, baterai tahan lama, ”gadget” mungil multifungsi, sepeda komposit super-ringan, hingga mobil sel surya berkecepatan tinggi adalah sebagian produk mutakhir yang menggunakan material maju.
Material maju dihasilkan melalui modifikasi struktur atau ikatan molekul suatu unsur alam hingga sifatnya menjadi jauh lebih baik, bahkan superior. Beberapa contoh material maju adalah besi amorf, keramik oksida, polimer, komposit, dan katalis.
Demi itu semua, perekayasaan material dilakukan dengan mengembangkan serangkaian teknologi, di antaranya teknologi nano: cara membuat zat berskala nanometer atau sepersejuta milimeter. Partikel renik itu lalu disusupkan di antara partikel berukuran mikron. Hasilnya material baru bersifat super, bisa tingkat kekerasan, penghantaran listrik, atau kemagnetannya.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Pertama kali, teknologi nano diteliti Norio Taniguchi pada 1940, dilanjutkan fisikawan Amerika Serikat, Richard Feynman, hingga ia meraih Nobel Fisika tahun 1965. Miniaturisasi material ke orde molekuler itu awalnya demi memenuhi tuntutan pengecilan ukuran perangkat mikroelektronika dan komputer sesuai keinginan pasar. Namun, material nano juga diterapkan pada beragam produk makanan, obat-obatan, dan kosmetik.
Pengembangan dan aplikasi teknologi nano juga mampu dilakukan ilmuwan Indonesia sejak tahun 2000-an hingga melahirkan 28 prototipe inovasi nanoteknologi. Pakarnya, antara lain, Nurul Taufiqu Rochman, peneliti pada Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
Pengembangan
Beberapa paten dia raih, antara lain, pembuatan silika nano. Dengan mencampur nanosilika dengan semen dihasilkan beton berkekuatan dua kali lipat dari beton biasa. Nurul juga mendapat paten alat penggiling mekanis: bola penggiling dan mesin penggiling partikel energi tinggi yang dipesan Malaysia.
”Dengan mesin ini, Indonesia dapat menjadi pemasok material nano bagi pasar global, karena memiliki bahan baku tambang melimpah,” kata Nurul, pendiri organisasi Masyarakat Nano Indonesia.
Inovasi tersebut memberi keuntungan besar bagi pabrikan hingga beribu kali. Dengan menghaluskan pasir besi menjadi partikel nano, nilai tambahnya bisa 4.000 kali karena beragam manfaat, seperti paduan beton berkekuatan tinggi, bahan sensor, membran, dan toner printer.
Aplikasi teknologi nano juga diterapkan tim peneliti LIPI pada pembuatan kosmetik. Bedak dari material nano memungkinkan polesan pada wajah merata dan tahan luntur.
Balai Besar Bahan dan Barang Teknik Kementerian Perindustrian membuat cat dari senyawa kalsium karbonat berskala nano tahan gores dan kedap air. Dihasilkan pula lampu LED berbahan nano yang terangnya 10 kali lipat dari LED biasa berkat penerapan senyawa nano BCNO (boron karbon nitrogen oksigen) oleh penemunya, Andrea Marisi Dame Siahaan.
Selain itu, peneliti Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan) juga menggunakan material nano untuk membuat baterai. Uji coba skala mikro sel baterai bermaterial nano meningkatkan daya hantar listrik 10 kali lipat. Ketebalan lapisan baterai juga berkurang 1.000 kali. ”Pengecilan ukuran mendukung pembuatan komponen elektronika yang mungil,” kata Evvy Kartini, pakar material maju dan teknik hamburan netron di Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir Batan.
Teknologi katalis
Material katalis juga mampu dibuat di Indonesia, salah satunya di Fakultas Teknik Kimia ITB Bandung. Menggunakan sejumlah bahan mineral, terutama alumina, nikel, dan molibdenum, peneliti di Laboratorium Teknik Reaksi Kimia dan Katalisis FTK ITB menciptakan katalis untuk proses pengilangan minyak.
Katalis adalah zat yang mempercepat laju reaksi dua atau lebih senyawa kimia. Fungsi katalis seperti mediator.
Katalis buatan Subagyo (62) dan tim-I GBN Makertihartha dan Melia Laniwati Gunawan- itu untuk proses naphta hydrotreating (NHT), yaitu menghilangkan sulfur yang terkandung dalam naphta (fraksi minyak bumi bahan baku bensin).
Katalis skala laboratorium itu lalu dibuat prototipenya pada skala industri oleh Direktorat Penelitian dan Pengembangan Pengilangan Pertamina. ”Setahun diuji coba di Unit Kilang II Dumai tahun 2012, performa katalis NHT terbukti lebih baik dari katalis komersial,” kata Agustina Eliyanti dari Product and Process Direktorat Litbang Pengilangan Pertamina.
Keberhasilan penerapan katalis karya anak bangsa itu tonggak awal membangun kemandirian bangsa dalam membuat katalis. Saat ini, hampir seluruh kebutuhan katalis Indonesia yang mencapai 300–500 juta dollar AS per tahun masih diimpor. Di Indonesia hanya ada satu pabrik katalis, itu pun berlisensi Jepang.
Menurut Subagyo, peneliti di Indonesia mampu mengembangkan katalis dan teknologi proses produksi. Apalagi, banyak bahan baku di dalam negeri.
Sejauh ini, katalis NHT yang pertama diterapkan di industri perminyakan di Indonesia. Namun, bagi Subagyo, doktor katalis kimia lulusan Universite de Poitiers, Perancis, tahun 1981, inovasi pertamanya yang masuk ke industri adalah absorben gas sulfur dalam gas bumi. Katalis ini digunakan PT Pupuk Iskandar Muda tahun 1995.
Teknologi membran
Material maju yang juga meluas aplikasinya adalah polimer dan keramik oksida, di antaranya digunakan membuat membran atau sistem penyaring. Pengembangan teknologi itu, antara lain, menghasilkan sistem penyaring air laut dalam sistem destilasi dan alat cuci darah. Berbagai aplikasi membran itu ditunjang pembuatan pori ukuran nano.
Pada dunia membran, dunia mengenal nama I Gede Wenten (52). Tak kurang dari 15 hak paten dia raih. Salah satunya pompa darurat ”ÏGW Emergency Pump”. Pompa manual itu dilengkapi penyaring air kotor menjadi air bersih.
Kiprah lulusan Teknik Kimia ITB itu membuat membran diawali di Denmark Technology University, ketika mendalami bioteknologi dan teknologi membran. Tahun 1994, Wenten meraih paten pertamanya, yaitu teknik penyaringan pada industri bir. Filtration Society London menilai inovasi itu bernilai tinggi hingga Wenten dianugerahi Suttle Award, penghargaan bagi peneliti di bawah usia 35 tahun.
Kembali ke Tanah Air, ia mengembangkan temuannya menjadi produk komersial dengan mendirikan industri membran tahun 2002 dan industri pertama di Indonesia di jenis tersebut.
Salah satu paten milik Wenten yang diminati industri adalah penyaring berpori skala nano untuk penjernih air yang mampu menyaring bakteri. Produksi perdana untuk rumah tangga itu ada di kawasan industri Cikarang dan diresmikan Menteri Negara Riset dan Teknologi Gusti Muhammad Hatta, Kamis (12/6).
Melalui membran itu, semua materi pencemar dalam air tersaring, termasuk bakteri. Sistem membran memiliki nanofiltrasi yang ukuran porinya lebih kecil dari ukuran bakteri 0,5–5 mikron atau 0,001 mm.
Penerapan inovasi material maju akan terus didorong dengan disusunnya peta jalan riset material maju oleh Kemenristek. Program itu melibatkan para pemangku kepentingan lembaga riset, perguruan tinggi, dan industri, serta komunitas iptek. Inovasi dan kreativitas adalah kata kunci kemajuan dan daya saing bangsa.
Oleh: Yuni Ikawati
Sumber: Kompas, 27 Juni 2014
