Para peneliti di bidang teknik menggunakan nanopartikel magnetik untuk memisahkan minyak dari air. Tekniknya melalui proses sederhana yang bergantung pada gaya elektrostatik dan magnet.

Para insinyur ini percaya teknik baru mereka ini da­pat memperbaiki pengolah­an air. Yakni untuk industri minyak dan gas yang lebih efisien. Hal ini untuk membersihkan tumpa­han minyak dan berpotensi menghi­langkan timbal dari air minum.

Saat minyak bercampur dengan air atau masuk ke dalam air, metode pembersihan air konvensional untuk menghilangkan minyak bisa men­jadi tantangan tersendiri.

Selain berbiaya mahal, juga berisiko terhadap lingkungan. Tetapi para periset di Cockrell School of Engineering di University of Texas di Austin telah mengembangkan me­tode yang lebih baik untuk melaku­kannya.

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada Journal of Nano­particle Research, para peneliti menggunakan nanopartikel magne­tik untuk memisahkan minyak dari air melalui proses sederhana yang bergantung pada gaya elektrostatik dan magnet.

Para insinyur percaya dengan teknik baru ini mereka dapat mem­perbaiki pengolahan air untuk produksi minyak dan gas, yang lebih efisien dalam membersihkan tumpahan minyak dan berpotensi menghilangkan timbal dari air minum.

Saat ini, nanopartikel, partikel kecil yang bisa dilapisi dengan ber­bagai bahan kimia seperti polimer, digunakan di berbagai area dan industri termasuk obat-obatan, energi dan elektronika.

Fleksibilitas nanopartikel mengil­hami tim UT Austin untuk meng­eksplorasi bagaimana partikel dapat diterapkan pada produksi minyak untuk mengurangi jejak lingkungan dan meningkatkan efisiensi penge­boran darat dan lepas pantai.

Mereka percaya teknik mereka juga bisa digunakan untuk memper­lakukan jutaan galon air tawar yang digunakan dalam rekahan hidrolik dan untuk membantu membersih­kan air minum.

Metode produksi minyak modern memisahkan 95 persen minyak dari air yang dihasilkan namun mening­galkan tetesan minyak kecil yang sulit diekstraksi, yang membuat pengolahan dan pembuangan air lebih menantang dan berisiko ling­kungan.

“Teknik baru ini benar-benar bertujuan untuk menghilangkan minyak di air yang perlu dibuang sebelum. Anda dapat mempertim­bangkannya untuk treatment ini,” kata Saebom Ko, rekan peneliti di Departemen Teknik Perminyakan dan Geosistem dan penulis utama dalam studi ini.

“Keuntungan menggunakan nanopartikel magnetik adalah te­tesan minyak kecil yang menempel pada nanopartikel jauh lebih cepat dipisahkan dari air daripada proses pemisahan fisik tradisional karena kekuatan magnet bisa menjadi urutan yang lebih besar daripada gravitasi,” tambah Ko.

Ko bekerja dengan sebuah tim termasuk profesor teknik permi­nyakan dan geosystems, Hugh Daigle, profesor teknik biomedis, Thomas Milner dan peneliti Chun Huh untuk merancang pelapis permukaan untuk nanopartikel magnetik yang dapat digunakan un­tuk menghilangkan minyak.

Mereka menggunakan teknik yang disebut pemisahan magnetik gradien tinggi, yang telah digunakan di pertambangan untuk menghi­langkan logam dan industri makan­an untuk menghilangkan partikel beracun.

Kemajuan utama tim adalah me­rancang pelapis permukaan untuk partikel nano yang mampu menempel pada tetesan minyak dengan menggunakan gaya elektrostatik. Tim melapisi nanopartikel magnetik dengan polimer yang muatan per­mukaannya positif.

Nanopartikel magnetik bermuat­an positif kemudian menempel pada tetesan minyak bermuatan negatif melalui kekuatan tarik elektrostatik, mirip dengan bagaimana kain yang menahan debu menyerap debu. Prosesnya bisa juga terjadi secara terbalik.

Jika zat target memiliki muatan permukaan positif, nanopartikel magnetik dapat dilapisi dengan polimer bermuatan negatif untuk menarik target.

“Ide yang sederhana,” kata Daigle. “Kami memanfaatkan sifat magnetik nanopartikel ini agar mereka tetap berpegang pada tetesan minyak dan pada dasarnya menarik tetesan minyak sehingga bisa ditarik keluar dengan magnet,” tambah Daigle.

Kemudahan teknik dan flek­sibilitas nanopartikel magnetik telah memotivasi para peneliti untuk mempertimbangkan berbagai apli­kasi.

“Aplikasi dapat meluas jauh melampaui ladang minyak karena dengan desain pelapis permukaan yang sesuai, Anda dapat mengambil inti magnetik Anda dan melapisinya dengan bahan kimia apa pun yang Anda pilih di bagian luar agar sesuai dengan target dan menariknya ke­luar dengan magnet,” kata Daigle.

Para peneliti telah membayang­kan merancang sebuah metode untuk menggunakan nanopartikel ini dalam membersihkan tumpa­han minyak di lautan. Mereka juga mengeksplorasi bagaimana nano­partikel magnetik dapat digunakan untuk menghilangkan timbal dan kontaminan lainnya dari air minum, dan rencananya menguji gagasan tersebut pada musim panas ini.

Untuk produksi minyak dan gas, tim tersebut berencana untuk mengembangkan sistem perawat­an yang memiliki kapasitas untuk menangani dengan cepat volume minyak dan air yang tinggi, dimana ini sangat penting untuk lokasi pe­ngeboran minyak lepas pantai.

“Kami saat ini sedang mengem­bangkan proses regenerasi bebas kimia untuk menggunakan kembali nanopartikel. Metode regenerasi lainnya menggunakan bahan kimia untuk mengekstrak minyak, sehing­ga menghasilkan limbah berbahaya lainnya,” kata Ko.

“Kami percaya bahwa dengan mendaur ulang dan menggunakan kembali nanopartikel, tidak hanya mengurangi biaya operasional, tapi bisa juga proses ramah lingkungan yang mengurangi limbah berba­haya,” tambah Ko.(koran-jakarta.com)