Deteksi PFAS sering dianggap rumit karena biasanya harus lewat proses laboratorium yang mahal dan memakan waktu. Di Boise State University, pendekatan itu mulai bergeser ke arah pengujian yang bisa dibawa langsung ke lokasi sumber air dan memberi hasil lebih cepat.
Perangkat baru yang dikembangkan tim kampus tersebut ditujukan untuk mengenali polyfluoroalkyl substances atau PFAS dalam sampel air dengan cara yang lebih praktis. Targetnya adalah menghadirkan alat yang portabel, lebih terjangkau, dan mampu dipakai untuk pengecekan langsung di lapangan.
PFAS sendiri dikenal sebagai kelompok bahan kimia yang banyak muncul dalam makanan, air minum, peralatan masak, pakaian, dan berbagai produk konsumen lain. Paparan zat ini dikaitkan dengan beberapa jenis kanker, infertilitas, keterlambatan perkembangan pada bayi, serta gangguan pada sistem imun.
Dari temuan tak sengaja ke alat deteksi
Arah pengembangan teknologi ini bermula dari eksperimen yang tidak direncanakan di laboratorium profesor teknik elektro Kris Campbell. Saat mahasiswa riset sarjana bekerja dengan semikonduktor, hasil pengujian berubah ketika ada napas yang keluar di sekitar percobaan.
Perbedaan itu memicu rasa ingin tahu tim. Dari penelusuran lanjutan, mereka menemukan bahwa semikonduktor tersebut merespons berbagai bahan kimia yang terdapat di dalam napas.
Bersama Bamidele Omotowa, presiden Pearlhill Technologies, Campbell kemudian mengembangkan perangkat yang mampu mendeteksi PFAS dalam jumlah sangat kecil di sampel air. Teknologi itu diberi nama ENVIR-OGT, singkatan dari Environmental Optically Gated Transistor.
Cara kerja yang disiapkan untuk lapangan
ENVIR-OGT memakai transistor khusus yang dipadukan dengan machine learning untuk mengenali keberadaan bahan kimia dengan cepat dan akurat. Campbell menyebut alat ini berbeda karena dirancang agar bisa digunakan langsung di lokasi pengambilan sampel.
Dengan pendekatan itu, tim dapat pergi ke aliran atau sumber air, mengambil sampel, lalu memperoleh pengukuran real time tentang ada atau tidaknya bahan kimia tersebut. Menurut Campbell, alat ini dibuat agar murah dan cepat, dengan harapan suatu saat bisa mencapai sensitivitas setara sistem laboratorium.
Pentingnya pendekatan ini terlihat dari kondisi deteksi PFAS saat ini. Analisis sampel air di laboratorium disebut bisa memakan waktu berminggu-minggu, memerlukan peralatan khusus, dan biayanya sekitar 300 dolar AS.
Dukungan riset dan peran mahasiswa
Pengembangan teknologi ini mendapat dukungan dari Small Business Technology Transfer atau STTR Research grant serta NIH Small Business Technology Transfer Award dari National Institutes of Health. Omotowa menilai teknologi tersebut memiliki nilai besar karena memberi manfaat bagi negara, masyarakat, dan pemerintah lewat upaya mengendalikan dampaknya terhadap kesehatan.
Mahasiswa juga ikut memegang peran penting dalam prosesnya. Jacob Jackson, mahasiswa magister teknik elektro, menerapkan machine learning pada perangkat deteksi kimia itu.
Lukas Crockett, mahasiswa doktoral teknik elektro yang bekerja bersama Jackson, menggambarkan perjalanan pengembangannya sebagai proses 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 paling penting terjadi ketika tim mulai mendapatkan pengukuran PFAS yang nyata dan mengolahnya dengan machine learning. Pada tahap itu, perangkat tersebut dinilai benar-benar bisa membedakan dua sampel yang berbeda.
Relevansi bagi Idaho dan pengujian air nyata
Temuan ini juga dianggap penting untuk Idaho, yang sedang berinvestasi dalam manufaktur semikonduktor. Sektor tersebut disebut sebagai salah satu sumber utama polusi PFAS, sehingga Boise State menilai teknologi ini punya arti khusus bagi daerah itu.
Kolaborasi riset turut 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 capaian 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.
