Sebuah temuan yang berawal dari eksperimen tak sengaja di Boise State University kini mengarah pada perangkat baru untuk mendeteksi “forever chemicals” di air secara cepat. Teknologi ini dirancang agar bisa dipakai langsung di lapangan, lebih portabel, dan lebih terjangkau dibanding metode laboratorium yang selama ini umum digunakan.
Perangkat itu menargetkan PFAS, kelompok bahan kimia yang banyak ditemukan dalam makanan, air minum, peralatan masak, pakaian, dan berbagai produk konsumen lain. Paparan PFAS dikaitkan dengan beberapa jenis kanker, infertilitas, keterlambatan perkembangan pada bayi, serta gangguan pada sistem imun.
Berawal dari temuan tak terduga di laboratorium
Petunjuk awal datang dari laboratorium profesor teknik elektro Kris Campbell. Saat mahasiswa riset sarjana bekerja dengan semikonduktor, mereka melihat napas yang keluar justru memicu hasil yang berbeda dan sering tidak terduga.
Rasa ingin tahu membuat tim menelusuri penyebabnya lebih jauh. Dari sana, mereka menemukan bahwa semikonduktor tersebut merespons berbagai bahan kimia yang ada di dalam napas.
Bersama Bamidele Omotowa, presiden Pearlhill Technologies, Campbell kemudian mengembangkan perangkat yang mampu mendeteksi polyfluoroalkyl substances atau PFAS dalam jumlah sangat kecil di sampel air. Teknologi itu diberi nama ENVIR-OGT, singkatan dari Environmental Optically Gated Transistor.
Cara kerja yang ditujukan untuk lapangan
ENVIR-OGT memakai transistor khusus yang dipadukan dengan machine learning untuk mengenali keberadaan bahan kimia tersebut dengan cepat dan akurat. Campbell menyebut alat ini unik karena bisa diterjunkan langsung ke lapangan.
Ia mengatakan tim dapat pergi ke aliran atau sumber air, mengambil sampel, lalu memperoleh pengukuran real time tentang ada atau tidaknya bahan kimia itu. Menurut Campbell, alat ini murah dan cepat, dengan harapan suatu saat bisa mencapai sensitivitas yang setara dengan sistem laboratorium.
Pendekatan ini penting karena proses deteksi PFAS selama ini mahal dan lambat. Pihak universitas menyebut analisis sampel air bisa memakan waktu berminggu-minggu, memerlukan peralatan khusus, dan biayanya sekitar 300 dolar AS.
Dukungan riset dan peran mahasiswa
Pengembangan teknologi ini didukung oleh Small Business Technology Transfer atau STTR Research grant serta NIH Small Business Technology Transfer Award dari National Institutes of Health. Omotowa menilai nilai teknologi ini sangat besar karena memberi manfaat bagi negara, masyarakat, dan pemerintah, terutama lewat kemampuan mengendalikan dampaknya terhadap kesehatan.
Mahasiswa juga memegang peran penting dalam pengembangannya. Jacob Jackson, mahasiswa magister teknik elektro, menerapkan machine learning pada perangkat deteksi kimia tersebut.
Lukas Crockett, mahasiswa doktoral teknik elektro yang bekerja bersama Jackson, menggambarkan prosesnya sebagai perjalanan dari penemuan awal hingga menjadi produk yang bisa disentuh dan diuji. Ia mengatakan selama satu setengah tahun pertama, masih ada keraguan apakah teknologi itu akan berhasil.
Menurut Crockett, titik terpenting terjadi ketika tim mulai mendapatkan pengukuran PFAS yang nyata dan mengolahnya dengan machine learning. Saat itu, perangkat tersebut dinilai benar-benar bisa membedakan dua sampel yang berbeda.
Makna bagi Idaho dan pengujian air dunia nyata
Pentingnya temuan ini juga terkait dengan Idaho yang sedang berinvestasi dalam manufaktur semikonduktor. Sektor itu disebut sebagai salah satu sumber utama polusi PFAS, sehingga Boise State menilai teknologi ini memiliki makna khusus bagi daerah tersebut.
Kolaborasi riset juga melibatkan dosen kimia Boise State, Jenee Cyran, bersama mahasiswa risetnya. Lewat seed funding dari School of the Environment, tim meneliti bagaimana perangkat bekerja dalam kondisi air dunia nyata.
Omotowa menyebut kemajuan ini sebagai kemajuan nasional. Ia mengatakan tim bersyukur karena hasil riset tersebut dinilai membawa manfaat yang lebih luas bagi masyarakat dan negara, seiring upaya menghadirkan cara deteksi PFAS yang lebih cepat dan lebih praktis.
