Ilustrasi sedang mengolah kayu (Foto: Pexels/Mikael Blomkvist)
Jakarta, Jurnas.com - Ketika batang pohon roboh ke rawa gambut atau dasar sungai, waktu mulai bekerja perlahan. Tanpa oksigen, terbungkus lumpur, dan dibantu mikroba, kayu itu secara alami menjadi lebih padat, tahan busuk, dan mengilap seperti batu.
Proses alam ini, yang bisa memakan waktu ratusan tahun, kini berhasil ditiru dan dipercepat di laboratorium. Hasilnya adalah BioStrong Wood – kayu super yang dikembangkan oleh tim ilmuwan dari University of the Basque Country (EHU), Wuhan University, dan Chinese Academy of Sciences.
Kayu ini tidak hanya lebih ringan dari baja, tapi juga memiliki kekuatan tarik yang melebihi baja tahan karat SAE 304.
Dari Kayu Biasa Jadi Material Mewah
Tujuan dari penelitian ini bukan sekadar membuat kayu lebih kuat, tapi juga mengembangkan material baru yang berkelanjutan dan bisa menggantikan logam atau plastik berbasis fosil.
Menurut Prof. Erlantz Lizundia, salah satu peneliti, kayu adalah bahan biologis yang sangat mudah diakses, tapi potensinya untuk aplikasi teknik performa tinggi belum dimanfaatkan maksimal.
Teknologi BioStrong, Meniru Proses Alam dengan Cara Cepat dan Bersih
Secara alami, batang pohon yang tertimbun lumpur selama berabad-abad akan berubah menjadi kayu hitam yang keras dan tahan lama. Proses ini melibatkan panas ringan, tekanan, dan kerja mikroba yang mengubah struktur kayu secara perlahan.
Tim ilmuwan mencoba mempercepat proses ini di laboratorium melalui pendekatan bio‑thermo‑mekanis yang terdiri dari tiga tahap. Pertama, kayu dari poplar dan pinus radiata diinokulasi dengan jamur white-rot untuk menghancurkan lignin secara selektif, tanpa merusak serat selulosa yang memberikan kekuatan struktural. Setelah itu, kayu dicuci dengan larutan alkali ringan untuk menghentikan pertumbuhan jamur dan membersihkan sisa-sisa molekul kecil. Terakhir, kayu dipadatkan melalui proses pengepresan panas di atas 180°C, yang menghasilkan struktur baru yang sangat padat dan tahan terhadap air.
Yang menarik, proses ini mempertahankan hingga 85% massa asli kayu—angka yang jauh lebih tinggi dibanding metode lain yang lebih boros bahan.
Kekuatan Kayu Ini Setara Baja, tapi Lebih Tangguh dari Alam
Hasil uji mekanik menunjukkan bahwa BioStrong Wood mampu menahan tegangan hingga 530 MPa, melampaui baja tahan karat umum. Selain itu, kayu ini menyerap energi benturan hingga 11 kali lebih besar dari kayu alami, serta memiliki kekuatan lentur tiga kali lipat lebih tinggi.
Tak hanya kuat, kayu ini juga stabil saat diuji dalam suhu ekstrem, dari -196°C hingga 120°C. Permukaannya bersifat superhidrofobik, sehingga mampu menolak air dan mencegah pertumbuhan jamur. Bahkan setelah diuji dalam ruang cuaca buatan, BioStrong Wood hampir tidak mengalami perubahan bentuk.
Keunggulan ini muncul dari transformasi mikroskopik yang terjadi selama proses. Struktur selulosa menjadi lebih kristalin, pori-pori hampir sepenuhnya hilang, dan lignin yang terurai menyatu kembali menjadi jaringan baru yang berperan seperti perekat epoksi alami.
Ramah Iklim dan Biaya Produksi yang Efisien
BioStrong Wood tidak hanya mengesankan dari sisi teknis, tetapi juga dari sisi lingkungan. Berdasarkan analisis siklus hidup, setiap kilogram kayu ini menyerap sekitar 1,2 kilogram karbon dioksida bersih, bahkan setelah memperhitungkan energi dan bahan kimia yang digunakan selama proses.
Sebagai perbandingan, baja mengemisikan sekitar 1,9 kilogram CO₂ per kilogram, sementara komposit serat kaca bisa mencapai lima kali lipatnya.
Dari sisi ekonomi, bahan ini juga menjanjikan. Biaya produksinya diperkirakan hanya sekitar 30 sen dolar AS per kilogram, menjadikannya lebih murah dari banyak material teknik konvensional seperti polimer kelas industri, dan cukup kompetitif bahkan jika dibandingkan dengan kayu lapis.
Potensi Aplikasi yang Luas, dari Arsitektur hingga Teknologi Tinggi
Dengan kekuatan dan ketahanannya, BioStrong Wood membuka banyak peluang aplikasi. Mulai dari panel kendaraan, struktur alat olahraga, hingga rangka ponsel tahan benturan. Material ini juga cocok digunakan sebagai balok ekspos dalam konstruksi, atau bahkan sebagai insulasi suhu ekstrem berkat stabilitas termalnya.
Karena teknologi ini dapat diterapkan pada berbagai jenis kayu cepat tumbuh, termasuk limbah industri kehutanan, maka pemanfaatannya sangat fleksibel dan dapat disesuaikan dengan kondisi sumber daya lokal.
Langkah Menuju Produksi Massal dan Tantangan di Depan
Meski hasil laboratorium menjanjikan, tantangan tetap ada untuk produksi dalam skala industri. Dibutuhkan teknologi press berkelanjutan, reaktor jamur yang efisien, serta standar mutu untuk memastikan konsistensi bahan baku. Selain itu, regulasi bangunan akan mengharuskan pengujian tahan api secara menyeluruh, mengingat produk ini berbasis kayu padat.
Tim peneliti juga sedang mengeksplorasi strain jamur baru dan cara mempercepat waktu inkubasi dari beberapa hari menjadi hitungan jam, guna mempercepat proses produksi tanpa mengorbankan kualitas.
Menempatkan Kayu Kembali di Panggung Utama Material Dunia
BioStrong Wood bukan sekadar kayu yang diperkuat. Ini adalah contoh nyata bagaimana ilmu pengetahuan bisa menjembatani alam dan teknologi untuk menciptakan material masa depan yang tangguh sekaligus ramah iklim.
Dengan kekuatan sekelas baja, emisi karbon negatif, dan potensi biaya rendah, kayu ini bisa menjadi pengganti yang layak untuk material industri berbasis logam dan plastik. Jika pengujian dan penerapannya sukses, bukan tak mungkin kayu seperti ini akan digunakan dalam struktur bangunan tinggi, kendaraan masa depan, hingga peralatan luar angkasa.
Studi ini dipublikasikan dalam jurnal Science Advances. (*)
Sumber: Earth
KEYWORD :Kayu BioStrong Wood Teknologi BioStrong Kekuatan kayu
