Aerogel Kuat Yang Terbuat dari Biopolimer dan Silika

Airy, airier atau aerogel adalah jaringan yang berbentuk seperti spons dan berupa padatan ini memiliki banyak pori,  pori-porinya sendiri dapat terdiri dari hingga 99,98% dari keseluruhannya. Aerogels umumnya menggunakan silika sebagai bahan dasarnya dan yang paling sering digunakan sebagai isolasi karena konduktivitas termal mereka sangat rendah. Kerugian yang dirasa cukup serius dari bahan-bahan ini adalah mereka terlalu rapuh.
Aerogels hibrida
Dalam jurnal Angewandte Chemie, tim Swiss dan ilmuwan Perancis kini telah memperkenalkan aerogels jenis baru dan mereka menyebutnya aerogels hybrid yang terbuat dari silika dan pektin tanaman. Bahan baru ini memiliki sifat termal yang sebanding tetapi jauh lebih stabil secara mekanis. Selain itu mereka dibuat oleh aqueous, proses "hijau" dari bahan bioderived.

Aerogels silika dibuat menggunakan  asam klorida untuk mengendapkan partikel silika dari larutan natrium silikat. Partikel agregat menjadi gel struktur jaringannya, yang kemudian dicuci dan dikeringkan. Mereka memiliki porositas yang sangat tinggi dengan luas permukaan spesifik membuat mereka berguna pada katalisis, bidang farmasi dan kimia; sifat superinsulating mereka berguna untuk isolasi termal transparan dalam sistem solar thermal atau sebagai isolasi untuk renovasi di mana saat bahan isolasi konvensional tidak mampu melakukannya.

Kerapuhan aerogels silikat ini adalah sumber masalah. Penyebab kerapuhan ini adalah strukturnya yang berbentuk seperti rangkaian kalung mutiara. Nanopartikel silika dengan diameter sekitar 3 sampai 10 nm dihubungkan menjadi satu oleh jembatan yang sempit.

Dalam pencarian bahan aerogels dengan sifat mekanik yang lebih baik, peneliti telah memfokuskan diri pada bahan bioderived seperti pektin, yaitu serat tanaman yang digunakan oleh industri dimana salah satunya pada makanan sebagai pembentuk gel. Namun, aerogels pektin rentan pada isolasi yang bersifat termal.

Dalam proyek Eropa Aerocoins (www.aerocoins.eu), tim yang bekerja sama adalah Matthias Koebel dari Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, EMPA (Dübendorf, Swiss) dan Tatiana Budtova di MINES ParisTech (Sophia Antipolis, Prancis). Mereka sekarang telah menghasilkan aerogel hibrida yang terbuat dari pektin dan silika. Bahan ini telah disesuaikan sifat mekaniknya serta menunjukkan sifat termal yang luar biasa.

Selain mengoptimalkan konsentrasi relatif pektin dan silika, mengendalikan nilai pH selama proses pembentukan gel adalah kunci utamanya. Pada pH 1,5, gel silika dapat bertahan dalam jangka waktu sekitar 14 hari; pada pH di atas 4 mereka akan melebur dalam beberapa menit.

Pada pH di bawah 2,0, gel pektin akan melebur sangat lambat namun antara pH 2 dan 3 akan melebur dalam beberapa menit, pada pH di atas 3,5 itu tidak gel sama sekali. Para ilmuwan memperoleh hasil yang optimal pada pH 1,5 ( kedua komponen gel perlahan menjadi homogen).

Setelah mencuci dan Aerogel lalu dikeringkan dengan karbon dioksida. Berbeda dengan struktur yang seperti kalung mutiara tadi, gel hybrid ini lebih tebal dan lebih kuat dalam ikatannya dan inilah yang membuat mereka lebih stabil secara mekanis.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel