Peneliti memperkuat plastik dengan serat kayu
SYRACUSE, New York – Para ilmuwan di Fakultas Ilmu Lingkungan dan Kehutanan Universitas Negeri New York sedang mengembangkan cara untuk menambahkan serat kayu ke plastik agar lebih kuat.
Prosesnya berfokus pada ekstraksi nanokristal dari selulosa dari bahan kayu, seperti pohon dan semak willow, lalu campur dengan plastik.
Hasil akhirnya adalah plastik yang kuat dan ringan yang akan terurai di tempat pembuangan sampah, kata William Winter, seorang profesor kimia dan direktur kampus tersebut. Lembaga Penelitian Selulosadimana proses tersebut dikembangkan.
• Klik di sini untuk Pusat Paten dan Inovasi FOXNews.com.
“Dengan menambahkan satu ons kristal ke dalam satu pon plastik, Anda dapat meningkatkan kekuatan plastik hingga 3.000 kali lipat,” kata Winter. “Dan pada akhirnya, di tempat pembuangan sampah, yang ada hanyalah karbon dioksida dan air, yang dapat diserap dan diubah menjadi lebih banyak biomassa.”
Selain penggunaannya sebagai penguat dalam plastik, nanokristal dapat digunakan dalam keramik dan aplikasi biomedis seperti sambungan buatan dan peralatan medis sekali pakai, kata Winter.
“Semua bahan tanaman mengandung minimal 25 persen selulosa,” kata Winter. “Kayu dari pepohonan sedikit lebih tinggi, antara 40 persen dan 50 persen.”
Penggunaan nanokristal selulosa untuk memperkuat plastik memiliki keunggulan dibandingkan kaca yang sering digunakan. Kaca lebih berat, lebih sulit untuk diproses oleh mesin, sehingga lebih mahal untuk dikerjakan, dan kaca bertahan di dalam tanah selama berabad-abad.
Selulosa nanokristal akan terurai di tempat pembuangan sampah dalam waktu kurang dari 90 hari, katanya.
Winter dan timnya bekerja dengan reaktor yang dapat memproses hingga 500 gram – sekitar satu pon – material sekaligus. Ini merupakan peningkatan yang signifikan dibandingkan jumlah 5 gram yang biasanya digunakan di laboratorium.
Pertama, para ilmuwan memurnikan selulosa untuk menghilangkan zat seperti lilin dan gom lignin. Selulosa kemudian melewati proses homogenisasi, mirip dengan yang digunakan pada produk susu.
Selulosa diparut menjadi partikel-partikel kecil di bawah tekanan tinggi, menghasilkan nanokristal – yang berukuran sepermiliar meter.
Diproduksi cairan kental berwarna putih yang memasuki senyawa mikro, kemudian dicampur dengan plastik di bawah tekanan tinggi.
Tim Winter saat ini sedang berupaya menyempurnakan permukaan kristal agar melekat lebih baik pada plastik dan mendistribusikan kristal ke seluruh material untuk mencapai hasil terbaik.
Langkah selanjutnya adalah meningkatkan proses ke tingkat komersial, katanya.
