Air adalah sumber kehidupan, namun hari ini sungai-sungai kita menghadapi ancaman besar dari pembuangan limbah industri tanpa pengolahan yang matang. Salah satu musuh utamanya adalah zat warna sintetik, seperti Rhodamine B, yang kerap digunakan dalam industri tekstil, kosmetik, hingga farmasi. Zat warna ini tidak hanya merusak pemandangan karena mengubah warna air, tetapi juga berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan karena mengandung senyawa pemicu kanker yang sangat sulit terurai secara alami.

Menjawab tantangan besar ini, sebuah inovasi ramah lingkungan lahir dari tangan kreatif tim peneliti lintas kampus. Dipublikasikan dalam jurnal ilmiah internasional Inorganic Chemistry Communications, tim ahli dari Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara (USU) yang berkolaborasi dengan Universitas Indonesia (UI) sukses menciptakan sebuah material "hibrida" baru yang ampuh menyaring dan membersihkan racun zat warna dari dalam air. Mereka adalah Indah Revita Saragi, Irena Khatrin, Susilawati Susilawati, Suci Aisyah Amaturrahim, Crystina Simanjuntak, dan Muhamaddin Hamid.

Sebagai pengarah utama sekaligus penulis korespondensi riset ini, Indah Revita Saragi merancang sebuah strategi cerdas untuk mengawinkan dua bahan yang karakter fisiknya bertolak belakang. Bahan pertama adalah Zeolit NaY, sebuah mineral tambang anorganik yang dipenuhi jutaan lorong gua tak kasatmata berukuran mikro (pori-pori mikro). Bahan kedua adalah Chitosan, polimer alami berstruktur lunak yang diekstrak dari limbah cangkang udang.

Di dalam laboratorium, Indah Revita Saragi bersama tim berhasil melekatkan cairan chitosan ke atas permukaan butiran zeolit murni. Penggabungan ini sukses melahirkan material super baru yang dinamakan komposit Chitosan/NaY Zeolite. Inovasi ini sekaligus menjadi jawaban atas kelemahan masing-masing bahan jika digunakan sendirian. Selama ini, zeolit murni sering gagal menyaring zat warna karena ukuran lorong porinya terlalu sempit bagi molekul zat warna yang gemuk (efek penyumbatan). Di sisi lain, jika memakai chitosan murni, bahan ini justru mudah membengkak, hancur, dan ikut larut kembali ke dalam air saat dipakai terlalu lama.

Secara kasatmata, penambahan bubur chitosan pada permukaan mineral zeolit membuat penampakan kristalnya menjadi lebih halus dan saling menyatu. Menariknya, analisis sains membuktikan bahwa ketika jumlah chitosan digandakan (pada formula rasio 2:1), terjadi penataan ulang struktur ruang yang sangat menguntungkan.

Meskipun secara total luas permukaan zeolit tertutupi oleh chitosan, proses penggabungan ini justru melahirkan jaringan "jalan tol" baru berupa rongga-rongga udara berukuran sedang (mesopori) di sela-sela partikelnya. Rongga baru inilah yang menjadi penyelamat. Lorong-lorong berukuran sedang ini membuat molekul zat warna Rhodamine B yang berukuran besar tidak lagi tersumbat di pintu luar, melainkan bisa mengalir masuk dengan sangat lancar untuk kemudian terjebak secara permanen di dalam perangkap material komposit tersebut.

Riset komparatif ini juga membongkar fakta unik mengenai cara kerja material penyaring ini saat diuji langsung pada air yang tercemar. Eksperimen membuktikan bahwa daya serap komposit berbasis cangkang udang ini bekerja paling hebat dan maksimal ketika kondisi air berada dalam tingkat keasaman yang tinggi (pH rendah, sekitar pH 1 hingga 3).

Fakta ini mematahkan teori lama yang menduga bahwa proses penyerapan limbah terjadi karena adanya gaya tarik-menarik antarmuatan listrik (daya elektrostatik). Berdasarkan struktur kimianya, pada kondisi asam, baik permukaan penyaring maupun molekul zat warna sama-sama bermuatan positif, yang seharusnya membuat keduanya saling menolak. Namun, karena daya serapnya justru melesat tajam di kondisi asam, tim peneliti USU berhasil membuktikan bahwa rahasia utama pengikatan racun ini digerakkan oleh interaksi hidrofobik (sifat tidak suka air). Bagian non-polar dari zat warna secara alami akan langsung melekat kuat pada rantai organik chitosan penolak air. Inovasi hibrida ini menjadi angin segar bagi dunia industri karena menawarkan solusi pemurnian air limbah yang tidak hanya murah dan mudah dibuat, tetapi juga sangat efisien serta aman bagi keberlanjutan lingkungan hidup