Dalam beberapa dekade terakhir, teknologi pelapisan permukaan berkembang pesat untuk memenuhi kebutuhan berbagai industri, mulai dari otomotif, elektronik, konstruksi, hingga medis. Salah satu inovasi yang menarik perhatian para peneliti adalah lapisan superhidrofobik, sebuah permukaan yang sangat menolak air, seperti daun teratai. Teknologi ini tidak hanya mencegah air menempel, tetapi juga memberikan perlindungan terhadap korosi, pencemaran, dan bahkan es. Salah satu bahan yang paling menjanjikan dalam pembuatan lapisan ini adalah silika (SiOâ‚‚).
Lapisan superhidrofobik adalah permukaan dengan sudut kontak air lebih dari 150° dan sudut gelinding (sliding angle) air kurang dari 10°. Artinya, tetesan air tidak hanya menggenang di atas permukaan, tetapi langsung tergelincir dan membawa kotoran bersamanya. Efek ini sering disebut self-cleaning atau “efek daun teratai”. Untuk mencapai sifat ini, permukaan harus memiliki dua hal yaitu struktur permukaan mikro/nano yang kasar, dan Energi permukaan yang sangat rendah. Kombinasi ini menciptakan kantong-kantong udara di antara tetesan air dan permukaan padat, sehingga air tidak dapat menempel.
Silika merupakan bahan yang mudah ditemukan, murah, tidak beracun, dan stabil secara kimia. Ketika dibuat dalam bentuk partikel nano atau aerogel, silika dapat membentuk struktur mikroskopik yang sesuai untuk menciptakan kekasaran permukaan yang dibutuhkan oleh lapisan superhidrofobik. Silika merupakan material unggul sebagai bahan pelapis superhidrofobik karena stabilitas termal dan kimia tinggi, transparansi tinggi, cocok untuk aplikasi optik seperti kaca jendela atau layar ponsel, dan dapat dimodifikasi secara kimia untuk meningkatkan sifat tolak air.
Lapisan silika superhidrofobik dapat digunakan sebagai anti-korosi pada logam. Permukaan logam yang dilapisi silika superhidrofobik dapat terlindungi dari air dan udara lembap, sehingga memperlambat proses oksidasi atau karat; Material self-cleaning pada kaca dan panel surya. Lapisan ini mencegah debu dan kotoran menempel pada permukaan, meningkatkan efisiensi cahaya masuk dan mengurangi biaya perawatan; Anti-beku pada permukaan luar ruangan karena air tidak menempel, es juga sulit terbentuk. Ini sangat berguna untuk sayap pesawat, kabel listrik udara, atau jendela kendaraan; Industri Tekstil dan Pakaian. Pakaian yang diberi lapisan ini menjadi tahan air tanpa kehilangan fleksibilitas, cocok untuk perlengkapan outdoor atau pakaian militer; Peralatan Elektronik dan Sensor Perlindungan terhadap kelembapan dan cipratan air penting untuk memperpanjang umur pakai perangkat.
Meskipun memiliki banyak manfaat, pelapis superhidrofobik berbasis silika masih menghadapi beberapa tantangan. Diantaranya ketahanan mekanik dimana banyak pelapis mudah rusak saat tergores atau tergesek. Banyak penelitian kini mencoba mengembangkan formulasi yang lebih tahan lama tanpa mengurangi sifat tolak airnya. Tantangan berikutnya adalah skalabilitas dan biaya produksi. Untuk aplikasi komersial, proses pembuatan harus murah dan mudah diaplikasikan dalam skala besar. Ketahanan terhadap lingkungan ekstrem juga merupakan hal yang terus menjadi perharian karena beberapa pelapis mungkin kehilangan sifatnya saat terkena sinar UV, bahan kimia kuat, atau suhu ekstrem. Oleh karena itu, riset terus diarahkan pada pengembangan bahan baru, metode aplikasi yang lebih efisien, serta kombinasi silika dengan polimer atau material lain untuk meningkatkan performa.
Penulis: Dr. Alfa Akustia Widati, S.Si., M.Si.
Informasi detail terkait artikel ini dapat dilihat pada: https://jurnal.ugm.ac.id/ijc/article/view/99793
