Ditulis oleh:

Pencemaran air terjadi akibat daripada pembuangan bahan-bahan sisa tidak terawat dari industri dan perkilangan. Antara bahan-bahan yang tinggi kandungannya dalam air sisa adalah ion logam, pewarna dan bahan pencemar organik tegar (POP). Penjerapan adalah kaedah yang mudah, murah dan boleh diaplikasikan penggunaannya dalam masa yang singkat. Namun begitu, penjerap yang tidak stabil dan mudah rosak adalah kurang baik kerana tidak mampu untuk digunakan dalam beberapa kitaran. 

Hidrogel berkemampuan sebagai agen penjerap untuk mengeluarkan bahan asing dari larutan cecair. Hidrogel secara struktur terdiri dari rantai panjang molekul-molekul polimer yang membentuk jaringan tiga dimensi, menjadi struktur yang mirip dengan span. Berikutan kemampuannya menyerap air, hidrogel digunakan dalam pelbagai aplikasi dalam pelbagai bidang. 

Hidrogel berasaskan getah asli cecair (LNR) yang dimodifikasi dengan penambahan grafen oksida terturun (rGO) berpotensi sebagai bahan penjerap yang lebih tahan lama dan efisien untuk aplikasi guna semula (Rajah 1). Interkalasi rGO ke dalam struktur hidrogel bukan sahaja meningkatkan kekuatan mekanikal dan kestabilan kimia, malah turut memperluas permukaan aktif bagi penjerapan bahan pencemar. RGO juga menyumbang kepada peningkatan sifat keliangan, kekakuan, dan daya tahan terhadap deformasi, menjadikan hidrogel lebih stabil dalam pelbagai kitaran penggunaan. Tambahan pula, sifat keanjalan dan keupayaan pemulihan struktur yang dipertingkatkan membolehkan hidrogel kembali kepada bentuk asal dengan lebih cepat selepas mengalami pemampatan atau regangan. Ciri-ciri ini secara keseluruhan menjadikan hidrogel LNR berpengisi rGO sebagai calon bahan penjerap yang sangat sesuai untuk aplikasi berulang, termasuk dalam sistem rawatan air atau sensor berasaskan bahan lembut.

Dalam kajian terdahulu, penjerapan oleh penjerap hidrogel terhadap pelbagai pewarna seperti metilina biru, malakit hijau, dan rodamin B direkodkan mempunyai kadar penjerapan antara 85% ke 99%. Ini menunjukkan hidrogel berkesan dalam menarik sisa tidak terawat bagi tujuan pelupusan. Hidrogel berpengisi rGO berpotensi meningkatkan kapasiti penjerapan kerana peningkatan sifat mekanik dan elastisiti selain mengawal penyerapan larutan dan zat tertentu. Tambahan lagi, penambahan pengisi rGO mempunyai daya tahan yang baik terhadap kitaran penjerapan dan nyah-jerapan sesuatu bahan asing dari medium larutan. Justeru ia dapat diaplikasi kepada penjerap yang perlu digunakan secara berulang kali dan mengekalkan tahap penjerapan yang baik.

Dalam kajian ini, perbandingan sifat penjerapan ion logam dalam larutan akues hidrogel berpengisi rGO dengan hidrogel tanpa pengisi rGO telah dijalankan (Rajah 2). Hasil kajian mendapati bahawa hidrogel berpengisi rGO memiliki kekuatan mekanik yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan hidrogel tanpa rGO. Interaksi antara rGO dan matriks hidrogel memberikan kestabilan struktur yang lebih baik dan meningkatkan kemampuan hidrogel untuk mempertahankan bentuknya. Hidrogel berpengisi rGO mampu menjerap sehingga kitaran ke 11 berbanding 4 kitaran oleh hidrogel tanpa pengisi (55%). Kitarannya bertambah sehingga hampir 3 kali ganda membuktikan hidrogel berpengisi rGO berpotensi digunakan secara berulang kali dan mengekalkan penjerapan sehingga 85%.

Kesimpulannya, hidrogel berasaskan getah asli yang dimodifikasi dengan penambahan rGO menunjukkan potensi besar sebagai bahan penjerap yang tahan lama, berkesan dan boleh digunakan semula untuk rawatan air tercemar. Peningkatan ketara dalam kestabilan mekanikal, keupayaan penjerapan berulang serta struktur yang lebih mantap membuktikan kelebihan teknologi ini dalam menangani pencemaran air secara mampan. Kajian ini bukan sahaja menyumbang kepada pembangunan bahan penjerap baharu yang mesra alam, malah membuka ruang kepada aplikasi lebih luas dalam bidang rawatan air dan persekitaran yang lebih bersih di masa hadapan.

Rujukan:

1. B. Sharma, S. Thakur, D. Trache, and H. Y. Nezhad, “Microwave-Assisted Rapid Synthesis of Reduced Graphene Oxide-Based Gum Tragacanth Hydrogel Nanocomposite for Heavy Metal Ions Adsorption,” pp. 1–22.

2. F. Firdaus, M. S. F. Idris, and S. F. M. Yusoff, “Adsorption of Nickel Ion in Aqueous Using Rubber-Based Hydrogel,” J. Polym. Environ., vol. 27, no. 8, pp. 1770–1780, 2019.

3. Ultrasonic-enhanced synthesis of rubber-based hydrogel for waste water treatment: Kinetic, isotherm and reusability studies, Noor Faeiza Mohd Noor & Siti Fairus M.Yusoff, Polymer Testing, 2020, 81, 1-9.