Ilmuwan Teliti Gelembung Udara Untuk Produksi Air Bersih

Meski dua per tiga wila­yah bumi adalah air, namun problem air bersih masih menjadi bahasan utama penduduk dunia. Para pemimpin negara dan ilmuwan tidak pernah berhenti membahas masalah air.

Negara-negara di dunia yang didukung para ilmuwannya, terus melakukan riset dan penelitian un­tuk mengatasi kurangnya pasokan air di wilayah-wilayah tertentu. Sebab, manusia tidak bisa bertahan hidup tanpa air bersih.

Dan di tempat-tempat di mana air langka, seperti gurun, misalnya, menyalurkan air kepada orang-orang, jelas membutuhkan peker­jaan teknik yang cukup rumit dan mahal. Perlu inovasi untuk menggali dan menyalurkan air di wilayah gersang,

Tapi, kendala ini sedikit teratasi dengan temuan teknologi baru dari pakar di Amerika Serikat. Mereka mengembangkan teknik baru me­ngumpulkan air bersih dari udara.

“Kami berpikir bagaimana kita bisa mengumpulkan air dari udara sekitar di sekitar kita,” Kata Bharat Bhushan, Profesor teknik mesin Howard D. Winbigler di Negara Ba­gian Ohio.

“Jadi, kita melihat pada biota di gurun atau hal-hal di alam yang sudah melakukan hal tersebut seperti kaktus, kumbang, rumput padang pasir,” kata Bhushan.

Temuan mereka dipublikasikan di jurnal Philosophical Transactions of the Royal Society. Karya-karya itu ditulis bersama dengan mahasisawa Ph.D di Ohio State University, Dev Gurera.

Karya Bhushan berfokus pada menemukan solusi yang diilhami alam untuk masalah sosial. Dalam hal ini, tim peneliti ini mencari biota (makhluk hidup) ke gurun untuk menemukan kehidupan-kehidupan yang mampu bertahan meskipun akses air terbatas.

Kaktus, kumbang, dan rumput gurun semuanya mengumpulkan air yang terkondensasi dari kabut saat malam hari, mengumpulkan tetesan dari udara dan menyaringnya ke akar atau reservoir, memberikan hidrasi yang cukup untuk bertahan hidup.

Tetesan air mengumpul pada “benjolan” bebas lilin yang tahan air pada punggung kumbang, lalu me­luncur ke mulut kumbang di permu­kaan yang rata di antara benjolan.

Rumput gurun mengumpulkan air di ujungnya, kemudian menya­lurkan air ke sistem akar mereka me­lalui saluran di setiap bilah. Kaktus mengumpulkan air pada ujungnya yang berduri sebelum mengarahkan tetesan ke duri berbentuk kerucut ke dasar tanaman.

Tim Bhushan mempelajari ma­sing-masing makhluk hidup ini dan menyadari bahwa mereka dapat membangun sistem yang serupa - walaupun lebih besar - untuk me­mungkinkan manusia menarik air dari kabut malam hari atau konden­sasi.

Mereka mulai mempelajari cara-cara dimana permukaan yang berbeda dapat mengumpulkan air, dan permukaan mana yang paling efisien.

Menggunakan printer 3D, mereka membangun permukaan dengan tonjolan dan duri, kemudian men­ciptakan lingkungan tertutup dan berkabut menggunakan humidifier komersial untuk melihat sistem mana yang paling banyak mengum­pulkan air.

Mereka belajar bahwa bentuk kerucut mengumpulkan lebih ba­nyak air daripada bentuk silindris. “Yang masuk akal, mengingat apa yang kita ketahui tentang kaktus,” kata Bhushan.

Alasan yang terjadi, menurut Bhushan, adalah karena feno­mena fisika yang disebut gradien tekanan Laplace. Air berkumpul di ujung kerucut, kemudian mengalir menuruni lereng kerucut ke dasar, di mana reservoir menunggu.

Permukaan yang beralur me­mindahkan air lebih cepat daripada permukaan yang tidak digerakkan - “yang tampak jelas dalam retros­peksi, karena apa yang kita ketahui tentang rumput,” kata Bhushan.

Dalam percobaan yang dilakukan tim peneliti, permukaan beralur me­ngumpulkan sekitar dua kali lebih banyak air daripada permukaan yang tidak digerakkan.

Bahan yang terbuat dari kerucut juga penting. Permukaan hidrofilik - yang memungkinkan air mengalir daripada menyerapnya - mengum­pulkan sebagian besar air.

“Bahan permukaan kumbang heterogen, dengan bintik-bintik hidrofilik dikelilingi oleh daerah hidrofobik, yang memungkinkan air mengalir lebih mudah ke mulut kumbang,” jelas Bhushan.

Tim peneliti juga bereksperimen pada sebuah struktur yang menca­kup banyak kerucut, dan menge­tahui bahwa lebih banyak air yang terakumulasi ketika tetesan air dapat menyatu di antara kerucut yang terpisah satu atau dua milimeter. Timpun melanjutkan eksperimen tersebut.

Sejauh ini, pekerjaan peneliti ini dilakukan pada tingkat laboratorium saja, tetapi Bhushan membayangkan pekerjaannya dapat ditingkatkan, dengan struktur di gurun yang dapat mengumpulkan air dari kabut atau kondensasi.

Air itu, menurutnya, dapat me­lengkapi air dari sistem publik atau sumur, baik berbasis rumah-per-rumah, atau berbasis masyarakat.

Ada preseden untuk gagasan itu: Di daerah-daerah di seluruh dunia, termasuk Gurun Atacama di Chili, jaring besar menangkap air dari kabut dan mengumpulkannya di reservoir untuk digunakan petani dan lainnya. Bhushan percaya Jala-jala itu mungkin bukan cara paling efisien untuk memanfaatkan air dari udara.

“Pasokan air adalah masalah yang sangat penting, terutama bagi orang-orang di bagian paling ger­sang di dunia,” kata Bhushan.

“Dengan menggunakan teknologi bio-terinspirasi, kami dapat mem­bantu mengatasi tantangan menye­diakan air bersih untuk orang-orang di seluruh dunia, seefisien mung­kin,” Bhushan menambahkan. 

(sumber:koranjakarta/internet)