Liputan6.com, Jakarta - Ahli Kimia Yuwei Gu menilai polusi plastik masih menjadi persoalan lingkungan karena sifat plastik sintetis yang sulit terurai dan bertahan lama di alam.
Kondisi tersebut terlihat di berbagai kawasan, termasuk di Taman Negara Bagian Bear Mountain, Amerika Serikat, tempat botol plastik ditemukan berserakan di jalur pendakian dan perairan sekitar.
Advertisement
Gu menjelaskan, plastik berbasis polimer, yaitu rantai panjang molekul yang tersusun dari unit-unit berulang. Struktur serupa juga terdapat pada bahan biologis seperti DNA, RNA, protein, dan selulosa.
Sebaliknya, kata dia, polimer alami memiliki kemampuan terurai secara alami tanpa menimbulkan penumpukan berkepanjangan.
"Biologi menggunakan polimer di mana-mana, tetapi alam tidak pernah menghadapi masalah akumulasi jangka panjang yang telah kita ciptakan," kata Gu, dilansir laman resmi Earth www.earth.com, Rabu (7/1/2026).
Perbedaan tersebut dinilai terletak pada aspek kimia, khususnya pada cara alam merancang mekanisme penguraian langsung di dalam struktur molekul.
Polimer alami memiliki sifat kimia yang memungkinkan sebagian ikatan molekulnya terurai dalam kondisi tertentu.
Mekanisme ini berperan dalam proses biologis, termasuk daur ulang protein oleh sel serta pemisahan untaian DNA selama replikasi.
Berdasarkan prinsip tersebut, Gu mengkaji penerapannya pada plastik sintetis. Pendekatan ini bertujuan menghasilkan plastik yang tetap kuat selama digunakan, namun dapat terurai setelah masa pakainya berakhir.
Melalui studi terbaru, Gu bersama tim peneliti dari Universitas Rutgers menunjukkan bahwa pendekatan tersebut dapat diterapkan.
Para peneliti menyematkan titik lemah berskala molekuler pada struktur utama polimer tanpa mengubah komponen dasarnya.
"Hasilnya, material yang dikembangkan tetap memiliki daya tahan saat digunakan, tetapi dapat terurai ketika terpapar pemicu lingkungan sehari-hari," papar Gu.
Kekuatan dan Kerusakan Plastik
Polimer merupakan unit penyusun molekulr yang tersusun dan saling terikat melalui ikatan kimia. Ikatan ini berperan sebagai penghubung utama yang menentukan apakah plastik bersifat sangat kuat atau relatif mudah terurai.
Ikatan yang kuat membuat plastik lebih tahan terhadap tekanan serta menghambat masuknya air, cahaya, maupun mikroorganisme setelah dibuang ke lingkungan.
Tim Gu menyoroti susunan geometris di sekitar ikatan kimia tersebut. Dengan mengatur posisi gugus kimia tertentu secara presisi, tercipta titik awal kerusakan pada tingkat molekuler yang berfungsi sebagai pemicu putusnya rantai polimer.
Dalam kondisi penggunaan normal, struktur plastik tetap stabil. Namun ketika terpapar pemicu ringan, titik tersebut mengarahkan terjadinya pemutusan rantai secara terkendali.
Pendekatan ini memungkinkan proses penguraian berlangsung jauh lebih cepat dibandingkan plastik konvensional, tanpa mengurangi kekuatan material pada tahap awal penggunaan.
Pengendalian Waktu Penguraian Plastik, Peluang Pemanfaatan di Berbagai Bidang
Keunggulan pendekatan ini terletak pada kemampuan menentukan kapan material mulai terurai. Melalui pengaturan posisi atom di sekitar ikatan kimia, peneliti dapat menentukan masa pakai plastik sesuai kebutuhan.
Penyesuaian kecil pada struktur molekul memungkinkan plastik digunakan dalam jangka pendek maupun jangka panjang, tanpa mengubah komposisi dasarnya.
Dalam penelitian tersebut, para peneliti juga menunjukkan bahwa proses penguraian dapat dipicu melalui berbagai cara sederhana. Pada beberapa formulasi, plastik mulai terurai ketika terpapar udara dan kelembapan.
Sementara pada perangkat lain, paparan singkat sinar ultraviolet atau ion logam yang aman dapat memicu proses kerusakan material. Seluruh metode tersebut dinilai praktis dan tidak memerlukan fasilitas khusus.
Inovasi material ini membuka kemungkinan penggunaan plastik yang berfungsi optimal selama masa pemakaian, lalu terurai secara bertahap setelah tidak lagi diperlukan.
Pada produk kemasan, teknologi ini dapat menjaga kualitas barang tanpa meninggalkan limbah yang bertahan lama di lingkungan.
Di sektor pertanian, material serupa dapat dimanfaatkan sebagai pelindung tanaman yang cukup digunakan selama satu musim.
Berdasarkan hasil pengujian awal, sisa material dari proses penguraian tidak menunjukkan sifat berbahaya. Meski begitu, para peneliti menekankan perlunya lanjutan untuk memastikan dampak jangka panjangnya.
Lebih jauh, konsep degradasi yang dirancang sejak awal ini berpotensi diterapkan pada berbagai produk, seperti sistem penghantaran obat dengan waktu peluruhan tertentu, lapisan pelindung dengan masa pakai terbatas, hingga perangkat sensor yang dapat menonaktifkan diri.
Dengan demikian, proses penguraian tidak lagi dipandang sebagai masalah akhir, melainkan bagian dari fungsi material itu sendiri.
Menilai Dampak dan Keamanan Plastik hingga Mengatasi Tantangan Produksi
Plastik yang dapat terurai tidak otomatis aman bagi lingkungan. Tim Gu menelusuri seluruh proses penguraian seperti fragmen apa yang terbentuk, seberapa cepat muncul, bagaimana mikroba mengubahnya menjadi CO₂ dan air, serta respons tanah dan air terhadap material tersebut.
Hasil awal menunjukkan bahwa cairan sisa penguraian tidak bersifat toksik. Meski demikian, para peneliti terus melakukan pengujian pada berbagai organisme dan kondisi lingkungan untuk memastikan prinsip “aman sejak awal” berlaku di dunia nyata.
Terobosan inovasi sering menghadapi hambatan saat masuk tahap produksi.
Gu dan timnya kini fokus pada pertanyaan terkait penerapan teknologi ini dalam skala manufaktur seperti modifikasi kimia pada plastik bisa diterapkan pada material konvensional atau diintegrasikan ke jalur produksi yang sudah ada.
Mereka juga meneliti kemungkinan menyematkan “saklar mati” langsung ke plastik yang sudah dikenal, tanpa mengubah proses pembentukan, pencetakan, atau ekstrusi.
Pendekatan ini dirancang agar produsen, yang berada di bawah tekanan untuk mengurangi limbah tetapi sulit membangun ulang pabrik, dapat mengadopsi teknologi dengan lebih mudah.
Selama perubahan struktural sejalan dengan alur kerja produksi yang ada, penerapannya diperkirakan lebih cepat dan praktis.
Inovasi Sederhana Berdampak Besar, Uji Coba dan Arah Penelitian
Inspirasi awal teknologi ini muncul dari pengamatan sehari-hari: jalanan yang tenang, tumpukan sampah plastik, dan gagasan untuk meniru struktur alam agar plastik dapat terurai secara alami.
Keberhasilan metode ini menjadi sorotan utama, bukan hanya kesederhanaan idenya. Visi jangka panjang Gu adalah menciptakan plastik yang menjalankan fungsinya, kemudian terurai tanpa meninggalkan residu berbahaya.
Kunci pencapaian tersebut ada pada pengaturan geometri kimia, posisi dan orientasi atom di sepanjang ikatan polimer. Dengan pengaturan yang tepat, masa pakai material dapat ditentukan sejak tahap perancangan.
Tim peneliti memperluas pengujian pada kondisi yang lebih ekstrem, termasuk paparan di luar ruangan dan tekanan mekanis berulang, untuk melihat kinerja material dalam situasi nyata.
Mereka juga meneliti ambang pemicu yang lebih rendah agar proses penguraian sehari-hari dapat berjalan lebih andal.
Selain itu, tim bekerja sama dengan mitra industri untuk menguji produk dengan masa pakai yang sudah diprogram, seperti kemasan sekali pakai, film pertanian, lapisan sementara, dan kapsul pelepasan obat bertahap.
Meski masih pada tahap awal dan menghadapi sejumlah tantangan, arah penelitian cukup jelas: meniru strategi alam, menerapkannya pada polimer, dan mengubah konsep plastik “selamanya” menjadi “cukup lama.”