Jakarta, tvrijakartanews - Semen telah lama dilihat sebagai salah satu bahan bangunan paling membosankan namun paling penting di dunia. Kokoh dan abu-abu, bahan ini dapat ditemukan di mana-mana di kota-kota, seperti di jalan, bangunan, dan patung. Dan sekarang, para ilmuwan telah menemukan cara untuk merekayasa "semen hidup" dengan kemampuan untuk menyimpan energi.

Sebuah tim peneliti dari Universitas Aarhus dan Universitas Chongqing Jiaotong telah berhasil menanamkan bakteri Shewanella oneidensis ke dalam semen yang mengeras, menciptakan apa yang mereka gambarkan sebagai hibrida semen mikroba. Bahan hidup ini melakukan lebih dari sekadar menahan bangunan - ia dapat bertindak sebagai sistem penyimpanan energi yang dapat diisi ulang. Terobosan ini menunjuk ke masa depan di mana bahan-bahan yang membentuk kota-kota kita juga dapat membantu memberi kekuatan kepada mereka.

"Kami telah menggabungkan struktur dengan fungsi. Hasilnya adalah jenis bahan baru yang dapat menahan beban dan menyimpan energi - dan yang mampu mendapatkan kembali kinerjanya ketika disuplai dengan nutrisi,” kata Qi Luo, peneliti utama, dalam sebuah pernyataan.

Semen hidup dibuat dengan menambahkan bubuk natrium sulfat (elektrolit lezat untuk bakteri) ke dalam semen, dan kemudian menambahkan bakteri yang diencerkan dalam air deionisasi steril. Bubur semen dituangkan ke dalam cetakan dan disembuhkan pada suhu kamar selama 24 jam.

S. oneidensis adalah mikroorganisme elektroaktif. Ini berarti itu adalah juara dalam dunia transfer elektron, dan secara alami dapat memindahkan elektron melintasi permukaan seperti konduktor biologis. Dengan mencampur mikroba ini dengan semen, bakteri membangun sistem yang saling berhubungan yang mengelola muatan listrik. Semen hidup ini mencapai 178,7 watt-jam per kilogram (Wh/kg) kepadatan energi. Untuk memahami gambaran yang lebih besar, bola lampu LED biasanya menggunakan 4-18 W. Jadi, satu kilogram (2,2 pon) semen baru ini dapat memberi daya hingga 44 bola lampu LED. Itu adalah banyak energi yang dihasilkan oleh bakteri mikroskopis.

Setelah 10.000 siklus penggunaan energi, semen masih mampu mempertahankan 85 persen kapasitasnya, menunjukkan potensinya untuk penggunaan jangka panjang. Namun, seperti semua makhluk hidup, bakteri bisa mati. Para peneliti menggunakan saluran kecil di dalam semen untuk memasok nutrisi ke bakteri dan mampu menghidupkan kembali bakteri dengan 80 persen dari kapasitas aslinya. Ini adalah lompatan yang berbeda dari baterai konvensional atau penyimpanan energi pasif, karena prosesnya dapat diperbarui, diregeneratif, dan tidak bergantung pada logam berat beracun. Kabar baik untuk keberlanjutan dan lingkungan.

Beton hidup tetap berfungsi di bawah berbagai kondisi. Uji suhu menunjukkan bahwa penyimpanan muatan berlanjut baik pada suhu di bawah nol (-15°C/5°F) dan di lingkungan suhu ruangan yang khas (20°C hingga 33°C/68°F hingga 91,4°F). Ketahanan ini dapat membuat semen mikroba menjadi kandidat yang menarik untuk aplikasi dunia nyata, dari iklim dingin hingga pusat kota.

"Ini bukan hanya percobaan laboratorium. Kami membayangkan teknologi ini diintegrasikan ke dalam bangunan nyata, di dinding, fondasi, atau jembatan, di mana ia dapat mendukung sumber energi terbarukan seperti panel surya dengan menyediakan penyimpanan energi lokal. Bayangkan sebuah ruangan biasa yang dibangun dengan semen yang diresapi bakteri: bahkan pada kepadatan energi sederhana 5 Wh/kg, dinding saja dapat menyimpan sekitar 10 kWh - cukup untuk menjaga server perusahaan standar tetap berjalan sepanjang hari,” kata Qi Luo.

Meskipun konsepnya menarik, itu jauh dari siap untuk diluncurkan ke lokasi konstruksi. Alkalinitas alami semen menimbulkan tantangan berat bagi kelangsungan hidup mikroba, dan kinerja mikroorganisme elektroaktif sensitif terhadap kondisi lingkungan. Seiring waktu, mikroba mungkin menurun atau kehilangan fungsi, menimbulkan pertanyaan tentang umur panjang dan keandalan.

Para peneliti menyarankan solusi yang mungkin seperti rekayasa strain mikroba yang lebih kuat dan mengubah porositas semen untuk aliran nutrisi yang lebih baik.

Konsep "semen hidup" membawa bahan bangunan berkelanjutan selangkah lebih dekat ke kenyataan, memadukan biologi dan teknik untuk masa depan di mana dinding di sekitar kita dapat menggerakkan teknologi di dalamnya. Dunia yang luar biasa untuk ditinggali.