REPUBLIKA.CO.ID,SOLO -- Guru Besar dari Universitas Sebelas Maret (UNS) Solo, Budi Kristiawan, melakukan penelitian terkait pemanfaatan fluida nano untuk meningkatkan efisiensi energi. Hasil penelitian tersebut akan dibacakan pada Sidang Senat Akademik Terbuka pengukuhannya sebagai Guru Besar bidang Ilmu Teknik Mesin pada Senin (16/8) mendatang.
Budi Kristiawan merupakan guru besar ke-18 di Fakultas Teknik dan ke-239 UNS. Dalam Sidang Senat nanti, Budi Kristiawan akan membacakan pidato pengukuhan berjudul Pengembangan dan Wawasan Masa Depan (Future Insights) Fluida Nano untuk Peningkatan Transfer Kalor dalam Sistem Thermal.
Budi menjelaskan, penggunaan energi di Indonesia mempunyai kecenderung lebih boros dibandingkan dengan negara-negara lain seperti Malaysia dan Thailand. Karenanya, diperlukan penelitian, edukasi, dan budaya penggunaan energi yang efisien sejak dini.
Dalam dunia keteknikan, lanjutnya, penggunaan energi yang efisien merupakan usaha untuk mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan menggunakan sebuah peralatan atau mesin yang mengonsumsi energi untuk mendapatkan hasil yang sama.
Efisiensi energi sangat berfokus pada peralatan atau mesin yang mengkonsumsi energi ataupun transpor energi kalor dalam sebuah sistem termal. Dalam sistem termal pada umumnya menggunakan media air sebagai fluida transfer kalornya. Namun, keterbatasan sifat-sifat termofisik air telah membatasi kebutuhan transfer kalor yang lebih besar.
Berkembangnya teknologi nano dalam memproduksi partikel berukuran nano meter mampu meningkatkan studi terkait fluida yang sifat-sifatnya dapat diperbaiki dengan penambahan partikel solid berukuran nano, yang selanjutnya disebut dengan fluida nano (nanofluids).
Ukuran 1 nanometer adalah 1 per satu miliar meter yang berarti 50.000 kali lebih kecil dari ukuran rambut manusia. Keberadaan partikel berskala nano akan menghasilkan sifat, perilaku dan fungsi baru yang belum pernah ada seperti, sifat-sifat termofisik fluida, suhu leleh dan sifat mekanik berubah ketika partikel berada di bawah 100 nanometer.
"Perubahan sifat-sifat termofisik fluida tersebut yang dimanfaatkan untuk mengatasi keterbatasan sifat-sifat termofisik fluida konvensional seperti air, oli dan etilen glikol," kata Kepala Laboratorium Perpindahan Panas dan Termodinamika dan pengelola representative office University of Electro-Communications (UEC), Tokyo, Jepang di UNS tersebut saat jumpa pers, Kamis (12/8).
Budi menyatakan, sebagian besar masyarakat masih awam terhadap produk fluida nano. Padahal, sebenarnya produk fluida nano sudah bisa ditemui meskipun tidak disadari, misalnya Graphene hybrid 375 ml dari nanotech Indonesia, disinfektan lifeguard dengan nano partikel silver 5.000 ml, Grass nano force glass coating, Advance dressing penghitam trim kendaraan nano hydrophobic dan lainnya.
"Melihat potensi fluida nano yang begitu besar di masa mendatang untuk meningkatkan efisiensi energi, maka sudah waktunya dilakukannya edukasi kepada masyarakat agar lebih familiar penggunaan fluida nano," terang Budi.
Dalam meraih Guru Besar bidang ilmu Teknik Mesin, Budi mengembangkan aplikasi fluida nano dalam sebuah sistem termal seperti pada alat pengukar kalor (heat exchanger).
Rekayasa teknologi fluida nano dilakukan dengan menggunakan metode hibrida yang diaplikasikan pada tabung helical microfin pada fluida nano TiO2/air dengan berbagai konsentrasi partikel nano. Penurunan tekanan di dalam tabung helical microfin pada konsentrasi partikel 0,05, 0,15, dan 0,30 persen volume masing-masing sebesar 73 persen, 77 persen, dan 80 persen lebih tinggi daripada tabung halus.
Indikator kinerja transfer kalor ditunjukkan dengan sebuah bilangan tak berdimensi yang disebut Nusselt. Bilangan Nusselt yang dihasilkan dari penggunaan fluida nano tersebut meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi partikel nano jika dibandingkan dengan fluida dasarnya. "Selain itu, peningkatan kecepatan fluida nano TiO2/air yang mengalir dalam tabung helical microfin juga meningkatkan bilangan Nusselt atau dengan kata lain meningkatkan kinerja transfer kalor," jelasnya.
Budi menambahkan, selain penggunaan pada sistem termal, fluida nano juga dapat diaplikasikan sebagai fluida pendingin (coolant) pada proses drilling. Partikel nano Al2O3 dipilih karena sifatnya yang tidak beracun dan berbentuk bola sangat cocok untuk peningkatan sifat-sifat tribologi. Kinerja fluida nano Al2O3 dalam hal kekasaran menunjukkan permukaan lebih baik dibandingkan dengan fluida pemotongan konvensional.
"Semoga sumbangan keilmuan bidang ilmu teknik mesin khususnya pemanfaatan fluida nano untuk peningkatan transfer kalor dalam sistem termal dapat memberikan kontribusi dalam mengatasi penggunaan energi yang efisien di Indonesia," pungkas Budi.
Ikuti Whatsapp Channel Republika