Peneliti di Purdue University mengembangkan jenis semen baru yang terinspirasi dari terumbu tiram dan dinilai berpotensi membuat bahan bangunan lebih kuat serta lebih cepat mengeras. Pendekatan ini meniru cara tiram memakai “semen alami” untuk saling merekat di bawah air.
Temuan ini menarik perhatian karena berangkat dari sistem biologis yang sudah bekerja selama ratusan juta tahun. Purdue menyebut riset berstatus patent-pending itu berpotensi memperbaiki semen konvensional, dengan sasaran jangka panjang membuat material konstruksi lebih kuat, lebih berkelanjutan, dan lebih murah.
Mengapa tiram jadi kunci
Jonathan Wilker, profesor kimia yang fokus pada adhesive dan biomimetic materials innovation, mengatakan timnya ingin memahami apa itu semen tiram dan mengapa daya rekatnya begitu kuat. Ia menilai target riset ini adalah menciptakan material yang bisa meniru kekuatan dan fungsi bahan biologis.
Perbedaan antara semen dan beton menjadi inti penting dalam riset ini. Semen adalah bahan pengikat, sedangkan beton adalah material keras yang terbentuk dari semen dan komponen lain, sehingga penguatan pada binder dapat berdampak ke performa material secara keseluruhan.
Wilker juga menyoroti bahwa beton adalah material buatan manusia yang paling banyak diproduksi di dunia. Meski kuat menahan tekanan, formulasi tradisionalnya tetap bisa rapuh saat menghadapi kondisi tertentu.
Komposisi tiram yang tidak biasa
Saat meneliti semen tiram, tim menemukan komposisi yang mengejutkan karena material itu sebagian besar bersifat anorganik. Hasil laporan mereka menunjukkan semen tiram tersusun terutama dari kalsium karbonat, atau pada dasarnya kapur, dengan hanya sekitar 12% bahan organik.
Komposisi itu menonjol karena sebagian besar perekat komersial berbasis senyawa organik, dan banyak di antaranya berasal dari minyak bumi. Meski kandungan organiknya kecil, semen tiram tetap mampu merekat kuat, termasuk di lingkungan basah.
Untuk meniru kimia tersebut, tim menggunakan ubin kamar mandi dari batu kapur yang tersusun dari kalsium karbonat serupa dengan cangkang tiram. Dari bahan itu, para peneliti merancang resep semen yang mengikuti sistem tiram.
Hasil uji yang menjanjikan
Pengujian dilakukan dengan membuat balok seukuran kubus gula untuk mengukur kekuatan tekan. Tim juga merekatkan ubin lalu menariknya sampai sambungan gagal.
Dalam hampir setiap pengujian, ubin justru pecah lebih dulu sebelum rekatannya lepas. Hasil itu menunjukkan daya ikat yang sangat kuat pada material yang dikembangkan.
Tim lalu menambahkan polimer dari semen tiramnya ke campuran beton siap pakai “just add water” yang dibeli dari toko perkakas. Material hasil modifikasi itu menempel sekitar 10 kali lebih kuat, menunjukkan kekuatan tekan sekitar dua kali lipat, dan mengeras lebih cepat.
Dampak yang dibidik
Jika hasil ini bisa diperbesar skalanya, manfaatnya tidak hanya soal performa. Material yang lebih tahan lama membutuhkan penggantian lebih jarang, sementara formulasi semen yang lebih efisien dapat membantu menekan dampak lingkungan dari salah satu material bangunan paling luas digunakan di dunia.
Wilker menegaskan bahwa alam masih menyimpan banyak pelajaran untuk dunia material. Ia mengatakan teknologi dari kerang dan hewan laut lain dapat membantu meningkatkan performa sekaligus keberlanjutan semen dan beton.
