Teknologi Mutakhir Kain Anti Air

Kebanyakan kain yang diklaim anti air justru sebenarnya kedap air.

Ilmuwan mengembangkan sebuah proses pelapisan kain tahan air. Teknologi baru ini dikembangkan ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT). Diharapkan, temuan ini menjadi aternatif baru yang lebih aman untuk teknologi pelapisan kain tahan air konvensional yang ada saat ini.

Seperti diketahui, keberadaan kain yang mampu menahan air sangat penting untuk banyak keperluan. Misalnya mulai dari jas hujan sampai tenda militer. Akan tetapi teknologi pelapis anti air konvensional terbukti tidak bertahan di lingkungan tertentu dan terakumulasi dalam tubuh manusia.

Dengan kondisi seperti itu, kemungkinan teknologi konvensional ini akan dihapus untuk alasan keamanan. Kondisi tersebut tentu meninggalkan celah besar bagi para peneliti untuk dapat menemukan pelapis kain anti air pengganti yang jauh lebih aman aman.

Karena itu, ilmuwan di MIT tampil dengan solusi yang menjanjikan. Yakni mengembangkan teknologi lapisan yang tidak hanya menambahkan ketahanan alami kain seperti katun maupun sutra terhadap air, tetapi juga lebih efektif daripada pelapis yang ada.

Temuan ini dijelaskan dalam jurnal Advanced Functional Materials, yakni dalam makalah yang disusun oleh profesor MIT Kripa Varanasi dan Karen Gleason, mantan postdoc di MIT Dan Soto, rekan Varanasi.

"Dorongan atas tantangan ini adalah regulator lingkungan yakni adanya penghentian bahan kimia waterproofing yang ada saat ini," kata Varanasi menjelaskan. Namun ternyata alternatif timnya benar-benar melebihi bahan konvensional yang ada.

"Kebanyakan kain yang mengatakan 'anti-air' sebenarnya kedap air," kata Varanasi, yang juga merupakan merupakan profesor teknik mesin MIT. "Jika kamu berdiri di tengah hujan, pada akhirnya air akan masuk. Tujuannya adalah untuk menjadi pengusir, agar tetes itu bangkit kembali. Lapisan baru mendekati tujuan itu," tambah Varanasi.

Karena cara mereka berakumulasi di lingkungan dan di jaringan tubuh, maka regulator sedang dalam proses merevisi peraturan tentang polimer rantai panjang yang sudah menjadi standar industri selama beberapa dekade. "Mereka ada di mana-mana, dan mereka tidak mudah terdegradasi," kata Varanasi.

Lapisan yang digunakan saat ini untuk membuat kain anti air umumnya terdiri dari polimer panjang dengan rantai samping perfluorinated. Masalahnya adalah, polimer rantai pendek yang telah diteliti tidak memiliki banyak pengaruh yang menghambat air (atau hidrofobik) sebagai versi rantai panjang.

Masalah lain dengan lapisan yang ada adalah bahwa mereka berbasis cairan. Ini menyebabkan kain harus direndam dalam cairan dan kemudian dikeringkan.

Proses itu cenderung menyumbat semua pori-pori di dalam kain, sehingga kain tidak lagi bisa bernafas seperti yang seharusnya. Kondisi ini juga membutuhkan langkah pembuatan kedua di mana udara ditiupkan melalui kain untuk membuka kembali pori-pori tersebut sehingga menambah biaya produksi dan melepas sebagian perlindungan air.

Penelitian telah menunjukkan bahwa polimer dengan kurang dari delapan kelompok karbon perfluorinated tidak bertahan. Dan ini berakumulasi hampir sebanyak yang memiliki delapan atau lebih dan itu adalah jenis yang paling banyak digunakan.

Apa yang dilakukan tim MIT ini, menurut Varanasi adalah menggabungkan dua hal. Pertama, polimer rantai pendek dimana dengan sendirinya, memberikan beberapa sifat hidrofobik dan telah ditingkatkan dengan beberapa pengolahan kimia ekstra. Kedua, proses pelapisan yang berbeda, yang disebut initiated chemical vapor deposition (iCVD). Tekenologi tersebut sendiri dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir oleh Karen Gleason dan timnya yang juga rekan Varanasi.

Menggunakan proses pelapisan iCVD, dimana proses ini tidak melibatkan cairan dan dapat dilakukan pada suhu rendah. Prosesnya justru menghasilkan lapisan yang sangat tipis dan seragam yang mengikuti kontur serat .

Proses itu juga tidak menyebabkan penyumbatan pori-pori, sehingga menghilangkan kebutuhan akan tahap pemrosesan kedua untuk membuka kembali pori-pori. Kemudian, langkah tambahan, semacam sandblasting permukaan, dapat ditambahkan sebagai proses opsional untuk meningkatkan repellency air bahkan lebih.

"Tantangan terbesar adalah menemukan sweet spot di mana kinerja, daya tahan, dan kompatibilitas iCVD dapat bekerja sama dan memberikan kinerja terbaik," kata Varanasi.

Proses ini bekerja pada berbagai jenis kain, termasuk katun, nilon, dan linen, dan bahkan pada bahan nonfabric seperti kertas, sehingga membuka berbagai aplikasi potensial. Sistem ini telah diuji pada berbagai jenis kain, serta tenun yang berbeda dari kain tersebut. Sehingga banyak jenis kain yang bisa mendapat manfaat dari teknologi ini.

Kain yang dilapisi juga telah mengalami serangkaian tes di laboratorium, termasuk tes hujan yang digunakan oleh industri. Bahan-bahan itu telah coba dengan berbagai cairan lain seperti kopi, saus tomat, natrium hidroksida, dan berbagai asam dan basa.

Semua bisa berfungsi dengan baik. Bahan yang dilapisi juga telah mengalami pencucian berulang tanpa degradasi lapisan, dan mampu berfungsi baik meskipun setelah 10.000 pengulangan. nik/berbagai sumber/E-6

Memanfaatkan Lilin untuk Lapisan Toksin Anti Lengket

Para ilmuwan kimia di Colorado State University menciptakan lapisan superhydropobik yang mudah "mengusir" cairan kental seperti sirup, madu, dan saus tomat.

Para ilmuwan merinci temuan mereka dalam makalah baru yang menggambarkan sintesis dan pengujian pelapis yang terbuat dari lilin lebah dan lilin carnauba,. Keduanya dapat dimakan dan tidak beracun.

Lilin lebah adalah lilin atau malam yang diproduksi dari sarang lebah. Lilin lebah memiliki berbagai fungsi, diantaranya sebagai tambahan makanan.

Ketika mencapai ujung botol kecap, selalu ada sedikit yang tersisa, menempel di sisi-sisinya. Sisa cairan itulah yang dihilangkan sehingga tidak ada sisa yang menempel. Laboratorium Colorado State University menawarkan sebuah perbaikan, yakni lapisan non-toksik, antilengket yang memungkinkan melepas setiap tetes terakhir.

Ilmuwan material yang dipimpin oleh Arun Kota, asisten profesor di Departemen Teknik Mesin dan Sekolah Teknik Biomedis, telah menciptakan lapisan "superhydrophobic" yang dengan mudah mengusir cairan kental seperti sirup, madu, dan saus tomat.

Mereka menulis hasil penelitian mereka dalam makalah yang diterbitkan oleh American Chemical Society. Makalah ini menjelaskan sintesis dan pengujian pelapis yang terbuat dari lilin lebah dan carnauba, yang dapat dimakan dan tidak beracun.

Lapisan superhidrofobik bukan hal baru, tetapi biasanya dibuat dengan fluorocarbons. Bahan-bahan ini, umumnya aman dalam dosis rendah, diberi label sebagai "kontaminan yang muncul" karena potensi dekomposisi ke dalam asam perfluorooctanoic. Penggunaan pelapis dalam aplikasi yang berhubungan dengan makanan diatur oleh Food and Drug Administration (FDA).

FDA baru-baru ini melarang tiga senyawa perfluorinated (PFC), yang digunakan dalam kemasan makanan untuk kotak pizza yang tahan minyak dan bahan-bahan lainnya.

"Perusahaan sangat spesifik tentang tingkat keracunan dalam produk-produk ini, itulah sebabnya mengapa mereka tidak masuk ke pasar dengan sangat mudah," kata Kota tentang pelapisan hidrofobik.

Laboratorium penelitian Kota mendorong batas lapisan baru dengan sifat superior, termasuk superomniphobicity. Untuk proyek terbaru ini, mereka berangkat untuk membuat lapisan sederhana, tidak beracun, sangat cair- tetapi tidak terbatas pada, kemasan makanan.

Salah satu siswa Kota muncul dengan gagasan mencoba membuat lapisan semacam itu dari lilin lebah. Sifat kimianya mirip dengan fluorokarbon non-lengket, bahkan pada dosis yang sangat tinggi, mereka tetap aman untuk dicerna.

Para peneliti datang dengan cara menyemprotkan lapisan ke permukaan dengan melarutkan lilin terlebih dahulu.

Lapisan ini memungkinkan berbagai cairan untuk berguling. Mereka menguji daftar panjang zat, termasuk teh hijau Lipton, Gatorade, sirup pancake,

Coca-Cola, jus jeruk, susu dan kopi. Mereka menggunakan cangkir polystyrene umum untuk demo mereka. Meski demikian, sejumlah perbaikan masih terus dilakukan terutama terkait dengan ketahanan mekanik pelapis yang saat ini tidak dapat menahan lingkungan kasar.

nik/berbagai sumber/E-6