Ilmu pengetahuan terus mencari cara agar manusia bisa membangun dunia yang lebih ramah lingkungan tanpa harus mengorbankan kekuatan dan keamanan bangunan. Saat ini, sebagian besar material konstruksi masih bergantung pada bahan yang sulit diperbarui seperti beton, baja, dan plastik sintetis. Di sisi lain, dunia sedang menghadapi dua tantangan besar, yaitu kebutuhan pembangunan yang terus meningkat dan tuntutan untuk menekan emisi karbon demi menjaga bumi tetap layak huni. Kondisi ini membuat para peneliti semakin serius mencari bahan bangunan baru yang lebih hijau, aman, dan tetap kuat.

Salah satu kandidat yang mulai mencuri perhatian adalah cellulose nanofiber atau sering disingkat CNF. Bahan ini berasal dari selulosa, yaitu komponen utama dinding sel tumbuhan. Jika selama ini kita mengenal kayu sebagai bahan bangunan alami, CNF bisa dianggap sebagai versi super kecil dan super kuat dari komponen penyusun kayu. Ukuran serat ini berada pada skala nano, jauh lebih kecil dari sehelai rambut manusia.

Baca juga artikel tentang: Menghubungkan Kesehatan dan Lingkungan: Dampak Positif Bangunan Hijau terhadap Kesehatan Penghuni

Menariknya, CNF bukan bahan yang langka. Selulosa merupakan bahan organik paling melimpah di bumi karena ada di hampir semua tumbuhan. Artinya, bahan ini dapat diperbarui, tidak bergantung pada sumber fosil, dan secara teori bisa diproduksi secara berkelanjutan. Di tengah isu keterbatasan sumber daya, hal ini tentu menjadi kabar baik.

Berbagai bentuk dan aplikasi material berbasis cellulose nanofibers (CNF) mulai dari serat 1D, film 2D, hingga hidrogel, aerogel, dan material struktural 3D yang memiliki sifat mekanik, listrik, dan keberlanjutan yang unggul (Yang, dkk. 2025).

Keunggulan CNF tidak hanya berhenti pada ketersediaannya. Secara fisik, CNF memiliki sifat yang sangat menarik bagi dunia konstruksi. Bahan ini ringan, memiliki kekuatan tarik yang tinggi, dan stabil terhadap perubahan suhu. Bahkan beberapa penelitian menunjukkan bahwa kekuatan CNF bisa menyamai atau mendekati baja dalam kondisi tertentu, tetapi dengan bobot yang jauh lebih ringan. Hal ini membuka harapan bahwa suatu hari nanti kita bisa memiliki material bangunan yang kuat, ringan, dan ramah lingkungan sekaligus.

Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti mulai berhasil merakit CNF menjadi berbagai bentuk material. Ada yang dikembangkan menjadi film tipis, hidrogel, aerogel, hingga material struktural yang bisa digunakan sebagai komponen bangunan. Prosesnya melibatkan pengaturan serat nano ini agar tersusun dengan rapi dan saling menguatkan, sehingga tercipta struktur padat yang kokoh.

Namun perjalanan menuju penggunaan CNF sebagai bahan bangunan massal tidak selalu mulus. Tantangan besar masih ada di tahap produksi. Mengatur serat sekecil ini agar tersusun sempurna membutuhkan teknologi yang rumit. Selain itu, proses pengeringan, pengikatan, serta stabilitas material terhadap kelembaban juga masih terus diteliti. Para ilmuwan berusaha menemukan metode perakitan yang efektif, efisien, dan dapat diproduksi dalam skala besar tanpa biaya berlebihan.

Berbagai potensi aplikasi material struktural berbasis cellulose nanofibers (CNF), seperti ketahanan termal dan benturan, peredaman gelombang, isolasi listrik, hingga penerapannya pada komponen bangunan fungsional dan peralatan (Yang, dkk. 2025).

Salah satu pendekatan yang dinilai menjanjikan adalah penggunaan hidrogel CNF. Dalam bentuk ini, serat nano berada di dalam jaringan air. Dengan teknik tertentu, hidrogel ini bisa dikeringkan sehingga menghasilkan struktur padat yang kuat. Metode ini dinilai mampu mengatur serat agar tetap tertata rapi selama proses pembentukan, sehingga material akhir memiliki kualitas mekanik yang lebih baik.

Selain faktor teknis, aspek keberlanjutan juga menjadi perhatian. Karena berasal dari tumbuhan, material berbasis CNF memiliki jejak karbon yang jauh lebih kecil dibandingkan plastik atau baja. Jika produksi dilakukan secara bertanggung jawab, bahan ini bisa menjadi bagian penting dari ekonomi sirkular, di mana material dapat diproduksi, digunakan, dan dikembalikan ke alam tanpa merusaknya.

Kelebihan lain adalah sifat alaminya yang mudah terurai. Ini menjadi solusi atas masalah besar yang dihadapi dunia saat ini, yaitu limbah plastik yang sulit terurai. Dengan CNF, risiko penumpukan limbah jangka panjang bisa ditekan.

Meski demikian, para peneliti tetap berhati hati. Daya tahan CNF terhadap air, panas tinggi, dan kondisi ekstrem lain harus diuji secara menyeluruh. Bangunan tidak hanya berdiri di laboratorium, tetapi juga berada di dunia nyata yang penuh ketidakpastian. Karena itu, berbagai uji kekuatan, ketahanan, dan keamanan terus dilakukan.

Jika suatu hari CNF benar benar bisa digunakan secara luas, dampaknya akan sangat besar. Material bangunan yang ringan akan mengurangi energi yang dibutuhkan untuk transportasi dan konstruksi. Pengurangan penggunaan material berbasis fosil juga berarti penurunan emisi karbon. Selain itu, ketergantungan pada bahan tambang seperti pasir dan bijih besi bisa dikurangi.

Di masa depan, kita mungkin akan melihat dinding, jembatan, atau elemen struktural lain yang terbuat dari bahan berbasis serat tumbuhan. Material ini bukan hanya kuat, tetapi juga sehat bagi lingkungan dan manusia. Sebagian peneliti bahkan membayangkan kombinasi CNF dengan teknologi lain seperti sensor pintar atau material adaptif yang bisa merespons lingkungan.

Perkembangan ini menunjukkan bahwa solusi terhadap krisis iklim tidak selalu harus datang dari teknologi canggih berbasis digital. Alam ternyata masih menyimpan banyak inspirasi. Tumbuhan sudah jutaan tahun berhasil membangun struktur kuat, ringan, dan tahan lama. Manusia kini hanya belajar menyalin keajaiban tersebut dalam skala baru.

Semua penelitian ini memberi harapan bahwa masa depan konstruksi bisa bergerak menuju arah yang lebih hijau. Jika CNF berhasil diproduksi secara massal dan aman, dunia mungkin akan memiliki pilihan material baru yang membantu menjaga bumi tanpa menghentikan pembangunan.

Tujuan utama dari pengembangan bahan seperti CNF adalah menciptakan keseimbangan. Manusia tetap bisa membangun kota, rumah, dan infrastruktur modern, tetapi dengan dampak yang jauh lebih kecil terhadap lingkungan. Masa depan material hijau tidak lagi sekadar konsep, tetapi perlahan mulai menjadi kenyataan.

Baca juga artikel tentang: Gedung Yang Bisa Berpikir: Standar Baru Mengukur Smart Building

REFERENSI:

Yang, Huai‐Bin dkk. 2025. Emerging sustainable structural materials by assembling cellulose nanofibers. Advanced Materials 37 (22), 2413564.