5 bulan yang lalu
Telset.id – Para intelektual dari University of Chicago dan Northwestern University sukses mengembangkan membran sintetis pandai nan meniru keahlian sel biologis dalam mengontrol aliran ion. Teknologi ini membuka kesempatan baru untuk penyaringan air nan lebih efisien dan ekstraksi logam berbobot seperti lithium dari air laut.
Menggunakan saluran nano berukuran angstrom, tim peneliti menemukan bahwa penambahan sejumlah mini ion logam seperti timbal, kobalt, alias barium dapat secara dramatis mengubah langkah kalium melewati membran. “Yang paling menarik dari penelitian kami adalah kami menunjukkan sungguh drastisnya transportasi ion dalam saluran 2D angstrom dapat berubah dengan kehadiran ion lain, apalagi dalam fraksi kecil,” kata Mingzhan Wang, penulis pertama studi tersebut.
Dalam eksperimen, penambahan 1% ion timbal bisa menggandakan aliran kalium. Efek ini tidak terjadi lantaran dorongan ekstra, melainkan lantaran ion timbal memperlambat ion pesaing sehingga kalium dapat berpasangan dengan klorida dan membentuk senyawa netral nan lebih mudah melewati membran.
Profesor Kimia Northwestern University, George Schatz, menjelaskan sistem ini: “Tidak ada muatan nan mau berinteraksi dengannya, sehingga membikin molekul baru dapat mengalir lebih sigap daripada jika kedua ion mengalir secara terpisah melalui saluran.”
Yang lebih menarik, pengaruh ini bisa dibalik. Penambahan kobalt alias barium justru bakal mengganggu pembentukan pasangan kalium-klorida dengan bersaing untuk tempat ikatan dengan timbal. “Dengan mengubah kombinasi jenis ion, kami dapat beranjak dari pengaruh kooperatif ke pengaruh penghambatan,” jelas Qinsi Xiong, penulis pertama lainnya.
Untuk memahami fisika di kembali kejadian ini, tim menggunakan simulasi dinamika molekul non-kesetimbangan nan dirancang khusus. “Hasil kami selaras dengan eksperimen, menunjukkan bahwa fisika nan kami masukkan berada di jalur nan benar,” tambah Xiong.
Penemuan ini mempunyai implikasi luas di beragam bidang. Membran pandai semacam ini suatu hari kelak dapat digunakan untuk:
- Menyaring kontaminan dari air minum secara selektif
- Mengekstrak logam berbobot seperti lithium dari air laut dengan limbah minimal
- Mengembangkan komputasi fluida berbasis ion
- Menciptakan sistem penyaringan air nan beradaptasi secara real-time terhadap kontaminasi
Penelitian nan dipublikasikan di Nature Communications ini menandai terobosan signifikan dalam teknologi membran. Seperti teknologi kulit elektronik nan dikembangkan Meta, penemuan ini menunjukkan gimana meniru alam dapat menghasilkan solusi teknis nan revolusioner.
Sementara tantangan krisis kobalt terus menghantui industri baterai, penemuan ini menawarkan metode pengganti untuk mengekstrak dan memurnikan logam krusial secara lebih efisien dan berkelanjutan.
