Pada 19 Juli 2024, ilmuwan Tiongkok menerbitkan hasil penelitian tentang penghilangan mikroplastik dari air melalui platform evaporasi surya antarmuka yang efisien (ISEP) di jurnal Nature Communications. Platform penguapan dapat menghilangkan mikroplastik dari air sekaligus menghasilkan air segar.
Hasil penelitiannya dipublikasikan di jurnal Nature Communiations.
1. Kapasitas produksi air tawar yang efisien
Platform penguapan air adalah dasar untuk memproduksi air tawar. Ini mengubah energi cahaya menjadi energi panas, meningkatkan penguapan air, dan mencapai efek mengurangi konsentrasi ion dalam air.
Selama percobaan, para peneliti menggunakan karbon komersial sebagai bahan dasar untuk menyiapkan platform penguapan air. Karbon terasa adalah bahan tiga dimensi dengan efisiensi konversi fototermal yang tinggi dan struktur berpori hidrofilik. Bahan tersebut dapat mengubah energi matahari yang diserap menjadi energi panas. Strukturnya yang berpori memfasilitasi transmisi dan penguapan air secara cepat, sehingga sangat meningkatkan efisiensi produksi air tawar.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa laju penguapan platform penguapan matahari tiga dimensi (3D-ISEP) adalah 2,10 kg (per meter persegi per jam) dengan intensitas penerangan 1 matahari, yaitu 4,5 kali laju penguapan air murni, dan ini menunjukkan kinerja penguapan yang stabil dalam larutan yang berbeda (nilai pH, konsentrasi dan ukuran mikroplastik yang berbeda).
A. Diagram perangkat penguapan air dan gambar inframerah; B. Diagram hubungan massa dan waktu penguapan air; C. Diagram laju penguapan air dari berbagai bahan; D. Jumlah mikroplastik dalam sampel air yang berbeda; e. Gambar mikroskopis air laut dan air kental; F. Gambar mikroskopis confocal Raman in situ; G. Diagram spektrum Raman.
2. Kemampuan menghilangkan mikroplastik yang kuat
Para peneliti memuat polietilenimina (PEI) pada permukaan karbon melalui metode pencangkokan untuk menyiapkan material komposit "karbon kempa-polietilenimina (CP-PEI)". Polyethyleneimine mengandung banyak gugus amino dan memiliki kapasitas adsorpsi yang baik terhadap mikroplastik, yang memberikan material komposit kemampuan untuk menghilangkan mikroplastik dalam air.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa platform penguapan air yang dibangun dengan material komposit "carbon felt-polyethyleneimine (CP-PEI)" dapat mencapai tingkat penghilangan mikroplastik sebesar 100% setelah 6 jam di bawah 1 penerangan matahari. Bahkan di lingkungan yang gelap, platform penguapan air masih memiliki tingkat penghilangan mikroplastik sebesar 18%.
A. Spektrum UV-tampak; B. Diagram mekanisme pembuangan mikroplastik dari platform penguapan matahari; C. Tingkat penghilangan mikroplastik yang disimulasikan oleh COMSOL; D. Hubungan antara mikroplastik dengan konsentrasi dan laju penghilangan yang berbeda; e. Hubungan antara mikroplastik dengan nilai pH dan laju penghilangan yang berbeda; F. Hubungan antara berbagai jenis mikroplastik dan tingkat pembuangannya; G. Gambar mikroskopis mikroplastik dalam larutan air pada waktu yang berbeda.
3. Air tawar yang dihasilkan oleh platform evaporasi dapat langsung diminum
Menanggapi dua masalah yaitu kekurangan air tawar dan pencemaran sumber daya air oleh mikroplastik, platform penguapan air tenaga surya yang dirancang oleh para peneliti memberikan solusi "win-win". Dalam lingkungan air laut yang sebenarnya, platform evaporasi tenaga surya tidak hanya efektif menghilangkan mikroplastik dan partikel dalam air laut, namun juga secara signifikan mengurangi konsentrasi ion. Air kental yang diolah dapat memenuhi standar air minum yang relevan di dunia.
Kesimpulan
Mikroplastik telah menjadi salah satu dari empat polutan baru yang menarik perhatian luas internasional. Akumulasinya di dalam air tidak hanya menyebabkan polusi besar terhadap lingkungan, tetapi juga meracuni tubuh kita secara kronis. Penghapusan mikroplastik dalam air sudah dekat. Mari kita mulai dari hal-hal kecil dalam hidup kita dan menggunakan kekuatan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk mengatasi tantangan yang disebabkan oleh kekurangan sumber daya air tawar dan polusi air.