POSKOTA.CO – Kantor Paten Eropa (European Patent Office/EPO) mengumumkan ilmuwan material Indonesia dan staf pengajar ITS Surabaya Fahmi Mubarok ST., M.Sc., Ph.D bersama dengan ahli kimia dan insinyur material Spanyol Nuria Espallargas berhasil dinominasikan bersama untuk memenangkan European Inventor Award 2022. Masuknya dua ilmuwan dalam ajang bergengsi tersebut berkat temuan mereka terkait pelapis keramik semprot yang dapat dimanfaatkan untuk memperpanjang usia produk.
Temuan pelapis keramik semprot yang inovatif ini dirancang untuk memperpanjang masa pakai komponen yang digunakan di berbagai industri dengan cara memberi perlindungan lebih baik pada komponen-komponen tersebut dari keausan dan paparan bahan kimia.
Industri mobil diharapkan menjadi yang pertama memanfaatkan penemuan baru ini dengan mengaplikasikan pada rem mobil, truk atau kereta api dan manufaktur kaca. Proyek mendatang yang direncanakan oleh European Space Agency/Badan Antariksa Eropa akan menguji seberapa baik lapisan tersebut menahan abrasi dari pasir di bulan dan Planet Mars.
“Temuan jenius karya Fahmi Mubarok dan Nuria Espallargas berhasil memecahkan masalah yang sebelumnya dianggap mustahil oleh para ahli di bidangnya. Temuan mereka secara signifikan meningkatkan usia penggunaan dan daya tahan produk industri, sebuah aspek yang penting dalam ekonomi material,” tutur Presiden EPO António Campinos, saat mengumumkan finalis European Inventor Award 2022.
Mubarok dan Espallargas secara bersama-sama dinobatkan sebagai salah satu dari empat finalis dalam kategori “SME” atau “UKM”, yang mencari para penemu luar biasa di perusahaan kecil dengan kurang dari 250 karyawan dan omset tahunan kurang dari EUR 50 juta. Pemenang Penghargaan Penemu Eropa EPO edisi 2022 akan diumumkan dalam upacara virtual pada 21 Juni 2022.
Penyemprotan Termal Keramik Dianggap Mustahil
Ide di balik penemuan ini berakar pada studi doktoral, Nuria Espallargas dalam ilmu material dan teknik metalurgi. Nuria tertarik pada fakta bahwa beberapa jenis pelapis keramik, yang digunakan di industri karena kekuatannya, ketahanan suhu dan bobotnya yang ringan, diterapkan dalam ruang hampa namun tidak dengan penyemprotan termal di mana bahan dipanaskan hingga suhu lebih dari 2500° C dan diaplikasikan dengan pistol semprot.
Penyemprotan termal jauh lebih murah daripada menggunakan ruang hampa, dan lebih mampu menjangkau obyek yang lebih luas untuk dilapisi.
Sebelumnya, praktik ini dianggap mustahil karena keramik lebih cenderung menguap dari pada meleleh ketika dipanaskan dengan suhu tinggi. Tetapi justeru dari anggapan yang mustahil ditambah keterbatasan penelitian sebelumnya, memotivasi Espallargas untuk menemukan solusi.
“Pada prinsipnya, material yang tidak memiliki titik leleh, tidak dapat digunakan dalam penyemprotan termal, hal ini membangkitkan keingintahuan saya. Saya pikir kita perlu mencari tahu bagaimana menyelesaikan ini,” ungkap Espallargas.
Dia mengaku sempat ragu-ragu saat dihadapkan pada fakta bahwa industri berskala besar telah mencoba dan gagal. Espallargas yang saat itu mengajar di Universitas Sains dan Teknologi Norwegia (NTNU) lantas menggandeng Fahmi Mubarok yang di tahun 2010 itu juga tengah menyelesaikan pendidikan doktoralnya. Tugas Fahmi adalah meneliti bagaimana silikon karbida – keramik, salah satu material sintetis yang paling keras – dapat disemprotkan
secara termal.
Setelah beberapa kali melakukan percobaan dan menemukan kesalahan, Fahmi Mubarok dan Nuria Espallargas tersadar bahwa partikel silikon karbida harus dilindungi dengan sesuatu yang dapat memenuhi dua peran sekaligus.
“Saya menyadari bahwa senyawa tersebut harus mampu melindungi silikon karbida dari paparan suhu tinggi dan pada saat yang sama juga mengikat silikon karbida untuk membuat lapisan,” kata Mubarok.
Belum Pernah Digunakan untuk Keramik Tanpa Titik Leleh
Konsep melindungi partikel ini sebenarnya sudah dikenal di industri penyemprotan termal sebelumnya untuk material lain, tetapi belum pernah digunakan untuk keramik tanpa titik leleh. Fahmi Mubarok dan Nuria Espallargas memutuskan untuk menggunakan yttrium aluminium garnet – sejenis oksida yang dapat menahan suhu ekstrim yang digunakan dalam penyemprotan termal – untuk melapisi partikel silikon karbida.
Pada tahun 2012, kedua ilmuwan tersebut berhasil menciptakan bubuk silikon karbida yang dapat disemprotkan secara termal yang menghasilkan lapisan yang lebih tahan lama.
Setelah mengajukan paten dengan bantuan biro transfer teknologi yang ada di universitas mereka ketika penemuan itu masih dalam skala lab, Mubarok dan Espallargas mendirikan Seram Coatings sebagai perusahaan untuk mengkomersialkan material komposit temuan mereka, yang dinamakan sebagai ThermaSiC, di tahun 2014. Mereka akhirnya mendapatkan hak paten atas temuan ini pada tahun 2018.
Espallargas mengatakan paten, yang diberikan pada tahun 2018, sangat penting bagi mereka untuk mendapatkan investasi. “Tanpa hak paten, akan sulit bagi kami untuk mendapatkan penanam modal. Setiap kali kami menemui siapapun yang berminat membeli sistem atau peralatan untuk mengembangkan produk ini, orang akan bertanya: apakah Anda sudah mendapatkan hak paten atas temuan ini?” ungkap Espallargas.
Bakal Digunakan pada Mobil, Truk, Kereta Api, dan Sepeda
Sejak tahun 2017 perusahaan tersebut telah memproduksi ThermaSic dalam jumlah kecil dan mengujinya di lapangan dengan para calon klien. Produk tersebut sekarang siap untuk industrialisasi, dan Espallargas memperkirakan pasar produk terbesar adalah AS, diikuti oleh Jepang dan Uni Eropa.
Ia berharap pelapis tersebut dapat digunakan pertama kali pada industri rem untuk mobil, kereta api, truk, peralatan industri atau sepeda. Sejumlah industri lain, seperti produsen kaca dan manufaktur alat percetakan juga tertarik
menggunakan material komposit baru tersebut secara komersial.
Seram Coatings berkolaborasi dengan produsen alat percetakan terkemuka di AS dan Jepang, sementara juga bekerja sama dengan perusahaan percetakan besar di Inggris yang berharap dapat memasarkan pelapis tersebut tahun ini untuk merawat permukaan penggulung kertas. Hingga saat ini, Seram Coatings telah menginvestasikan hampir EUR 1 juta untuk membangun fasilitas semprotan termal mereka sendiri yang memudahkan mereka membuat dan menguji pelapis untuk klien di lokasi tanpa perlu menggunakan fasilitas yang disewa dari pihak ketiga.
Tim riset dan pengembangan mereka terus melakukan penelitian untuk menciptakan versi baru dari ThermaSiC dan produk dengan tujuan memasuki pasar baru. Dalam delapan sampai 10 tahun ke depan, Seram Coatings berpotensi untuk menjual 225.000 kg ThermaSiC per tahun. Ini artinya mencakup sekitar 2,9% dari pasar global untuk bahan baku keramik yang digunakan dalam lapisan semprot termal.
Fahmi Mubarok sendiri meraih gelar Sarjana Teknik di bidang Teknik Material dari Institut Teknologi Bandung, dan gelar master di bidang Ilmu Material dari Universitas Teknologi Hamburg di Jerman. Setelah bekerja sebagai staf pengajar di Departemen Teknik, Institut Teknologi Sepuluh Nopember di Surabaya, Mubarok pindah ke Norwegia pada tahun 2010 untuk menempuh pendidikan doktoralnya tentang pelapis silikon karbida yang disemprotkan secara termal di NTNU dengan Espallargas sebagai pembimbingnya. Dia ikut mendirikan Seram Coatings pada tahun 2014, di mana dia bekerja paruh waktu sebagai Manajer R&D, sambil menjalankan pendidikan pascadoktoralnya di NTNU.
Pada tahun 2017, Fahmi Mubarok kembali ke Indonesia dan menjadi staf pengajar di Departemen Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember, namun masih berperan dalam sejumlah proyek di Seram Coatings.
Sedang Nuria Espallargas adalah ahli ilmu material dan teknik metalurgi. Ia menyelesaikan gelar Master dan pendidikan doktoral di University of Barcelona, Spanyol, dan gelar master tambahan di Polytechnic University of Catalonia di Barcelona sebelum pindah ke Department of Engineering Design and Materials di Norwegian University of Science and Technology (NTNU) di Trondheim untuk menjalani pendidikan pascadoktoralnya.
Pada tahun 2009, ia menjadi staf pengajar di departemen yang sama, dan juga menjadi penasihat ilmiah di SINTEF, salah satu organisasi penelitian independen terbesar di Eropa. Pada 2012, Espallargas menjadi profesor di NTNU sebelum ikut mendirikan perusahaan Seram Coatings, pada 2014 untuk mengkomersialkan ThermaSiC.
Espallargas saat ini adalah profesor di NTNU dan anggota dewan dan investor di Seram Coatings. (fs)
Komentar