Sebuah tim peneliti dari University of Southern California (USC) telah mengembangkan cara terobosan untuk mendaur ulang komposit serat karbon, yang umum digunakan pada panel mobil, pesawat terbang, dan bahkan turbin angin.

Material yang ringan dan kuat ini, yang dikenal sebagai polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP), populer di industri yang berfokus pada efisiensi energi.

Namun, polimer ini menimbulkan masalah daur ulang, yang sering berakhir di tempat pembuangan sampah saat mencapai akhir masa pakainya.

Profesor Travis Williams dari Dornsife College of Letters, Arts, and Sciences, USC, yang memimpin penelitian tersebut, menjelaskan mengapa daur ulang CFRP begitu menantang. "Kami tidak memiliki cara praktis untuk mendaur ulangnya," katanya.

"Akibatnya, sebagian besar komposit saat ini berakhir sebagai limbah, yang menciptakan masalah lingkungan yang besar."

Komposit serat karbon ditemukan pada barang-barang sehari-hari, mulai dari sepeda hingga mobil dan bahkan prostetik, sehingga masalah ini meluas.

Jadi, apa yang membuat komposit serat karbon begitu sulit didaur ulang? CFRP terbuat dari dua bagian utama: serat karbon dan material mirip plastik yang disebut matriks polimer, yang mengikat semuanya menjadi satu.

Seratnya tipis, kuat, dan ringan, sedangkan matriksnya menahan semuanya pada tempatnya.

Namun tidak seperti plastik, CFRP tidak mudah meleleh, dan memisahkan serat karbon dari matriks tanpa merusaknya terbukti sulit.

Sampai saat ini, pendekatan yang paling umum adalah membakar material matriks, yang akan merusaknya dan hanya diterapkan pada sekitar 1% limbah komposit.

Williams dan timnya, yang meliputi insinyur kimia dan pakar bioteknologi, menemukan metode baru yang memungkinkan mereka mendaur ulang kedua bagian komposit—menghemat serat karbon dan matriks polimer tanpa membakar apa pun.

Pendekatan mereka memulihkan lebih dari 97% kekuatan asli serat, yang berarti serat tersebut cukup kuat untuk digunakan lagi dalam produk baru, mengurangi limbah, dan menawarkan alternatif pembuangan yang berkelanjutan.

Untuk membuat ini berhasil, tim menggunakan jamur khusus yang disebut Aspergillus nidulans, yang dapat memecah matriks polimer setelah dipisahkan dari serat karbon.

Jamur yang dikembangkan oleh laboratorium Berl Oakley di Universitas Kansas dapat mengubah matriks menjadi material berharga yang disebut OTA (asam okta-2,4,6-trienoat).

OTA memiliki potensi penggunaan yang menarik, seperti dalam obat antiinflamasi atau antibiotik.

Rekan peneliti Clay C.C. Wang, yang mengkhususkan diri dalam farmakologi, mencatat bahwa penemuan ini membuka cara baru untuk mengubah limbah menjadi sumber daya untuk aplikasi medis.

Metode baru ini mengatasi tantangan lingkungan yang meningkat. Pada tahun 2030, ribuan pesawat terbang yang terbuat dari CFRP akan dipensiunkan, dan pada tahun 2050, turbin angin yang dibuang saja dapat menghasilkan ratusan ribu ton limbah CFRP.

Williams percaya bahwa metode daur ulang ini akan memainkan peran penting dalam menciptakan praktik yang lebih berkelanjutan, mengurangi dampak lingkungan dari material yang tahan lama namun sulit didaur ulang ini.

Teknik baru ini mengubah limbah menjadi material berharga, menyediakan solusi ramah lingkungan di saat permintaan komposit serat karbon terus meningkat.

Terobosan tim USC menawarkan harapan untuk masa depan daur ulang dan manufaktur berkelanjutan. (kpo)