Teknologi material telah berkembang pesat seiring dengan penemuan material anti-air. Material anti-air telah menjadi solusi permasalahan akumulasi es pada rangkaian transmisi listrik, jaringan telekomunikasi, kerangka pesawat dan kapal. Permukaan anti-air mampu mengurangi gaya adhesi sehingga dapat menghindari proses pembekuan. Lapisan anti-air juga dapat mencegah korosi dengan cara memperlambat hilangnya lapisan oksida pada logam oleh air, mempunyai kemampuan swabersih (self cleaning) dimana debu yang menempel di permukaan dapat hilang dengan mudah karena tergulung oleh air, dan mengurangi tumbuhnya mikroorganisme pada lambung kapal sehingga menghindari fouling.
Saat ini, teknologi anti-air mulai diterapkan untuk melapisi permukaan kaca interior dan eksterior gedung, mobil, telepon genggam, serta komputer. Kaca memiliki sifat transparan yang mudah terkontaminasi oleh pengotor seperti debu, bakteri, dan jamur. Selama ini, kaca dibersihkan dengan menggunakan produk komersial berbahan dasar deterjen dan alkohol. Namun, kedua bahan tersebut menimbulkan permasalahan lingkungan dan kesehatan.
Di sisi lain, kaca yang terletak pada tempat tinggi dan sulit dijangkau memerlukan biaya perawatan besar dengan resiko kecelakaan tinggi. Oleh karena itu, metode perawatan kaca yang mudah, sederhana, dan aman seperti melakukan pelapisan kaca menggunakan bahan anti-air telah menjadi solusi yang menjanjikan.
Bahan yang digunakan dalam pembuatan material anti-air adalah polimer, surfaktan, senyawa organik, fluorosilan, dan alkilsilan. Kemampuan anti-air dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan kekasaran permukaan. Struktur permukaan kasar menyebabkan gelembung udara terperangkap. Udara yang terperangkap akan memberikan gaya ke atas sehingga air sulit melakukan penetrasi ke dalam permukaan. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan kekasaran permukaan adalah melakukan deposisi silika dan titania pada permukaan kaca.
Pengaruh silika dan titania telah dipelajari pada kaca anti-air berbasis alkilsilan metiltrimetoksisilan (MTMS). Kemampuan anti-air ditentukan dari nilai sudut kontak air terhadap permukaan kaca. Semakin besar nilai sudut kontak, semakin besar kemampuan anti-airnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kaca dengan lapisan MTMS memiliki sudut kontak sebesar 75,0±0,7°. Adanya lapisan SiO2 dan TiO2 pada kaca terlapisi MTMS ternyata dapat meningkatkan nilai sudut kontak. Secara kuantitatif, kaca dengan lapisanSiO2/SiO2/MTMS, TiO2/TiO2/MTMS, dan SiO2/TiO2/MTMS memiliki sudut kontak berturut-turut sebesar 81,9±0,5°; 80,9±1,0°; dan 93,7±1,3°.
Berdasar hasil pengukuran topografi permukaan menggunakan Atomic Force Microscopy, kaca yang dilapisi SiO2/SiO2/MTMS; TiO2/TiO2/MTMS; dan SiO2/TiO2/MTMS memiliki kekasaran permukaan masing-masing sebesar 67,7; 7,13; dan 115 nm. Dari data diatas tampak bahwa kaca dengan lapisan SiO2/TiO2/MTMS memiliki sudut kontak lebih besar dibanding sampel lain karena lapisan SiO2/TiO2/MTMS mempunyai nilai kekasaran permukaan tertinggi. Profil kekasaran permukaan SiO2/TiO2/MTMS diperoleh dari perpaduan profil permukaan lapisan SiO2/SiO2/MTMS dan TiO2/TiO2/MTMS.
Hasil riset ini dapat menjadi rujukan bahwa material anti-air masih dapat ditingkatkan kinerjanya agar tetap dapat menjaga kebersihan permukaannya dari debu, jamur, dan bakteri. Modifikasi permukaan anti-air juga dapat diterapkan untuk jenis material lain seperti alumunium, stainless steel, polimer, kayu, kain, batu dan sebagainya sehingga dapat digunakan secara luas dalam berbagai bidang dengan aplikasi yang bervariasi. (*)
Penulis : Alfa Akustia Widati
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada artikel:
https://www.degruyter.com/downloadpdf/j/chem.2019.17.issue-1/chem-2019-0087/chem-2019-0087.pdf
