Sisa jadi ‘emas hitam’, transformasi selut kepada tiub nano karbon bernilai tinggi

SDGSDG9SDG11SDG12SDG13SDG14SDG15

📝 Ringkasan

Selut yang dianggap sisa industri kini telah ditransformasikan menjadi Tiub Nano Karbon (CNT) yang bernilai tinggi. Penyelidik dari Universiti Teknologi Malaysia (UTM) telah menemui potensi baharu bahan tersebut dan berjaya menghasilkan CNT dengan menggunakan selut sebagai pemangkin semula jadi. Proses penghasilan ini melibatkan pengeringan selut, peningkatan kepekatan pemangkin utama, dan kemudian dimasukkan ke dalam relau untuk menghasilkan serbuk CNT berkualiti tinggi.

Selama ini, selut atau lumpur sering dipandang enteng sebagai sisa industri yang kotor, berbau dan tidak mempunyai nilai ekonomi. Di sebuah lokasi tempatan, lambakan selut daripada proses rawatan air bawah tanah menjadi isu yang memerlukan kos pengurusan yang tinggi berikutan sifatnya yang sukar diproses secara konvensional.

Selama berdekad-dekad, bahan mendapan ini hanya dianggap sebagai beban kepada alam sekitar dan syarikat penyedia air kerana memerlukan teknologi yang mahal untuk dirawat sebelum boleh dilupuskan.

Pada masa yang sama, Malaysia dan industri global sedang berdepan dengan cabaran besar dalam memperoleh bahan termaju bagi menyokong industri teknologi tinggi seperti semikonduktor, kenderaan elektrik (EV) dan aeroangkasa. Salah satu bahan paling kritikal ialah Tiub Nano Karbon atau Carbon Nanotubes (CNT) yang dikenali sebagai “bahan ajaib” abad ke-21 kerana kekuatannya yang luar biasa serta sifat pengaliran elektrik yang baik.

Malangnya, harga CNT di pasaran antarabangsa sangat mahal, mencecah sehingga RM1,000 (kira-kira USD250) bagi hanya satu gram untuk gred premium. Kebergantungan sepenuhnya kepada sumber import luar negara dalam mendepani krisis tenaga dan sekatan bahan mentah global telah meletakkan industri tempatan dalam kedudukan yang sukar untuk berkembang secara kompetitif.

Namun, persepsi terhadap selut kini berubah secara drastik apabila sekumpulan penyelidik dari Universiti Teknologi Malaysia (UTM) menemui potensi baharu bahan tersebut. Di bawah kepimpinan Pensyarah Kanan Jabatan Kimia, Fakulti Sains, Ts. ChM. Dr. Faizuan Abdullah, sisa selut yang dahulunya dianggap bahan buangan kini berjaya ditransformasikan menjadi ‘emas hitam’ dalam bentuk Tiub Nano Karbon Berbilang Dinding atau Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNTs).

Selut air bawah tanah yang sebelum ini dianggap sisa buangan kini menjadi sumber utama kepada inovasi bahan termaju

Penyelesaian inovatif ini bermula dengan mengenal pasti kandungan mineral unik yang terdapat dalam selut air bawah tanah. Berbeza dengan selut biasa, bahan mendapan ini kaya dengan oksida besi yang merupakan komponen utama untuk bertindak sebagai pemangkin (catalyst) yang sangat berkesan.

Menurut Dr. Faizuan, “Rahsia kejayaan teknologi ini terletak pada penggunaan selut itu sendiri sebagai pemangkin semula jadi yang sudah berada dalam skala nano, berbanding kaedah di luar negara yang sering menggunakan sisa industri besi yang perlu dikisar dan tidak mempunyai ketulenan hematit yang tinggi.”

Dr. Faizuan Abdullah menunjukkan perbandingan antara selut air bawah tanah dan CNT yang berjaya dihasilkan melalui teknologi inovatif

Proses penghasilan yang telah dipatenkan ini melibatkan pengeringan selut, diikuti dengan peningkatan kepekatan pemangkin utama. Bahan ini kemudiannya dimasukkan ke dalam relau (furnace) dengan sukatan tertentu menggunakan kaedah Chemical Vapor Deposition  (CVD) selama kira-kira satu jam bagi menghasilkan serbuk CNT yang berkualiti tinggi.

“Apa yang lebih menakjubkan, nisbah penghasilannya sangat efisien dengan satu gram pemangkin mampu menghasilkan sehingga tiga gram CNT. Ini bermakna teknologi ini bukan sahaja membersihkan alam sekitar melalui konsep ‘Sisa kepada Kekayaan’, malah turut meningkatkan nilai guna karbon serta menyumbang kepada pengurangan jejak karbon,” ujar beliau lagi.

Dr. Faizuan mengendalikan proses penghasilan CNT menggunakan relau berteknologi tinggi bagi memastikan kualiti yang konsisten

Impak daripada penemuan ini amat besar terhadap landskap ekonomi dan teknologi negara, terutamanya dari segi pengurangan kos. Melalui kaedah inovasi UTM, kos pengeluaran CNT berjaya dikurangkan sehingga lima kali ganda lebih murah berbanding harga pasaran global. Malah, produk ‘emas hitam’ tempatan ini telah memperoleh pensijilan Nano Verify yang mengesahkan bahawa kualitinya adalah premium, setanding dengan produk import yang jauh lebih mahal.

Dari segi aplikasi, CNT yang dihasilkan ini mempunyai kekuatan mekanikal sehingga 100 kali ganda lebih kuat daripada besi namun bersifat sangat ringan, menjadikannya bahan ideal untuk industri aeroangkasa seperti pembuatan dron, roket dan komponen pesawat canggih. Sebagai contoh, pesawat pejuang moden menggunakan bahan komposit berasaskan karbon untuk membantu menyerap gelombang radar.

Serbuk CNT yang dihasilkan ditimbang, memperlihatkan sifatnya yang ringan namun mempunyai kekuatan luar biasa

Selain itu, sifat pengaliran elektrik dan haba yang baik menjadikannya komponen kritikal dalam pembuatan bateri litium-ion untuk kenderaan elektrik, semikonduktor, cip elektronik dan skrin sesentuh. Bahan ini turut berpotensi digunakan dalam pembuatan peralatan sukan seperti raket dan basikal karbon yang memerlukan keseimbangan antara ringan dan ketahanan tinggi, serta dalam penghasilan baju kalis peluru berikutan kekuatan tegangan yang luar biasa.

Dr. Faizuan mengangkat basikal ringan berasaskan bahan karbon, menggambarkan potensi aplikasi CNT dalam meningkatkan prestasi dan kecekapan bahan

Walaupun pencapaian ini membanggakan, usaha untuk mengkomersialkan teknologi tersebut pada skala besar masih berdepan beberapa cabaran. Dr. Faizuan mengakui bahawa sejak penyelidikan bermula pada tahun 2022, cabaran utama adalah untuk memastikan setiap sesi pengeluaran mengekalkan kualiti premium yang konsisten. Selain itu, keperluan terhadap fasiliti yang lebih besar dan instrumen yang lebih canggih menjadi syarat penting bagi meningkatkan kapasiti pengeluaran untuk memenuhi permintaan industri. Beliau menekankan bahawa sokongan daripada pelabur dan rakan kolaborasi industri amat diperlukan bagi merealisasikan agenda pengeluaran berskala besar supaya Malaysia tidak lagi bergantung kepada bekalan dari luar negara.

Melihat kepada masa hadapan, perancangan bagi inovasi “emas hitam” ini tidak terhenti di makmal universiti. Dr. Faizuan kini giat mencari rakan kolaborasi strategik daripada agensi kerajaan dan sektor swasta untuk menghasilkan produk hiliran atau produk siap yang boleh digunakan secara terus oleh rakyat Malaysia dalam kehidupan seharian.

Antara produk yang sedang dirancang ialah penyembur anti-bau hapak yang menggunakan CNT untuk menyerap bau pada topi keledar, kasut dan karpet, memandangkan bahan ini mempunyai luas permukaan yang tinggi untuk memerangkap molekul bau secara lebih efektif berbanding penyembur wangian biasa. Selain itu, teknologi ini juga berpotensi diaplikasikan dalam penjanaan gelembung nano (nano bubbles) untuk sistem rawatan sisa air serta proses memperkayakan kandungan oksigen dalam air.

Dengan potensi pasaran CNT global yang dijangka mencecah nilai berbilion dolar, inovasi daripada selut tempatan ini bukan sekadar satu pencapaian sains, tetapi merupakan simbol keunggulan teknologi negara. Penemuan ini membuktikan bahawa dengan kepakaran tempatan dan kreativiti saintifik, sisa yang paling tidak bernilai sekalipun mampu ditransformasikan menjadi khazanah yang memacu kemajuan masa depan Malaysia di persada dunia.

Explore More

UTM Open Day