“MOF merupakan material berpori dengan pori yang sangat teratur. Material dengan pori kurang teratur, kurang efektif bila digunakan sebagai adsorben,” jelas dosen Departemen Kimia ITS ini dalam orasi ilmiah pengukuhan sebagai profesor berjudul Peran Material Berpori Metal-Organic Frameworks (MOF) dalam Mendukung Pelestarian Lingkungan dalam keterangan tertulis, Jumat, 19 Mei 2023.
Ratna memaparkan MOF memiliki ukuran pori sangat kecil namun dengan luas permukaan yang terhitung. Bukan hanya luas bagian luar dari material, tetapi juga luas dari permukaan bagian dalam semua pori.
Luas permukaan spesifik MOF tersebut sangat besar mencapai ribuan meter persegi untuk setiap gramnya. Sebagai ilustrasi, satu gram MOF dapat memiliki luas permukaan seluas lapangan bola basket, bahkan bisa lebih luas dari lapangan sepak bola.
“Hal inilah yang menjadikan MOF sangat spesial,” papar Ratna.
Tak hanya itu, kemudahan proses sintesis MOF, kapasitas adsorpsi yang tinggi, dan dapat diregenerasi turut menambah keistimewaan MOF. Dosen peraih Satyalancana Karya Satya XXX pada 2017 ini mengembangkan metode sintesis dan modifikasi struktur MOF melalui optimasi kondisi reaksi selama proses sintesis, penambahan modulator, dan doping ion logam.
“Pengembangan terus dilakukan sejak 2014 hingga 2023 di Laboratorium Kimia Material dan Energi (KME) Departemen Kimia ITS,” ungkap ibu empat anak ini.
Pengembangan terbaru di 2023 yaitu komposit MOF mesopori Fe3O4@SiO2@HKUST-1 dalam aplikasinya untuk adsorpsi pewarna dalam air. Komposit Fe3O4@SiO2@HKUST-1 ini disintesis dengan metode green synthesis menggunakan penambahan inti magnetik (Fe3O4@SiO2) dalam HKUST-1.
“Green synthesis adalah metode sintesis yang difokuskan pada penggunaan bahan kimia yang ramah lingkungan,” beber alumnus program doktor University of Manchester Institute of Science and Technology (UMIST) ini.
Hasil pengujian komposit sebagai adsorben pewarna Methylene Blue (MB) menunjukkan semakin tinggi penambahan Fe3O4@SiO2 dalam HKUST-1, kapasitas adsorpsi komposit semakin besar dibandingkan dengan HKUST-1 murni. Selain itu, adanya penambahan material bersifat magnetik tersebut pada MOF dapat memberikan peningkatan stabilitas adsorben ketika digunakan dalam media berair.
“Hal ini dibuktikan dengan kemampuan adsorpsi komposit yang masih tinggi yakni sebesar 71,95 persen setelah lima kali penggunaan,” ujar profesor ke-156 ITS ini.
Modifikasi MOF yang terus dikembangkan ini, kata Ratna, tak hanya bertujuan dimanfaatkan sebagai penyerap pewarna. Melainkan juga untuk menghilangkan Cr(VI) atau kromium yang merupakan kontaminan logam berat dalam air.
Pada penelitiannya, Ratna meneliti sistem reduksi dan adsorpsi terintegrasi yang dirancang dengan menggabungkan Microbial Fuel Cell (MFC) dan adsorben MOF (tipe HKUST-1, UiO-66, dan ZIF-8) untuk menghilangkan Cr(VI) dalam air.
Inovasi terbaru lainnya adalah fabrikasi material semikonduktor berpori Fe2O3/ZnO menggunakan template MOF sebagai fotokatalis. Dengan memanfaatkan energi dari sinar matahari, fotokatalis ini menjadi material aktif untuk memecah molekul pewarna menjadi senyawa yang tidak berbahaya seperti CO2 dan H2O.
“Semikonduktor berpori yang dihasilkan ini terbukti efektif dalam memecah pewarna MB dengan efektivitas mendekati 100 persen,” tutur Kepala Pusat Penelitian Sains Fundamental ITS ini.
Dosen yang pernah meraih penghargaan sebagai Ketua Program Studi Berprestasi di ITS peringkat ketiga pada 2016 ini menuturkan sudah puluhan MOF beserta kompositnya berhasil ia sintesis dengan berbagai metode dan teruji efektif diaplikasikan sebagai adsorben polutan pewarna dan logam kromium. Inovasi komposit MOF magnetik tersebut berpotensi sebagai material adsorben untuk polutan organik seperti pewarna hingga mendekati 94 persen.
"Harapannya, MOF yang telah diteliti ini dapat diproduksi dalam skala besar dengan harga jual yang ekonomis dan mampu bersaing,” ujar dia.
| Baca juga: Profesor ITS Gagas SPAM Cerdas Solusi Masalah Air Minum |
Jangan lupa ikuti update berita lainnya dan follow akun google news medcom.id
Cek Berita dan Artikel yang lain di
Google News
Viral! 18 Kampus ternama memberikan beasiswa full sampai lulus untuk S1 dan S2 di Beasiswa OSC. Info lebih lengkap klik : osc.medcom.id
