[20 Mei 2025], Air bersih merupakan sumber daya vital yang sangat penting untuk kesehatan manusia, ekosistem, dan keberlanjutan pembangunan. Sayangnya, pencemaran air akibat aktivitas industri, pertanian, maupun perkotaan semakin meningkat dan menimbulkan ancaman serius terhadap kualitas lingkungan. Oleh karena itu, sistem deteksi polusi air dengan sensitivitas tinggi menjadi kunci dalam memastikan pengelolaan sumber daya air yang aman. Saat ini, sebagian besar sistem deteksi ultra-sensitif masih bergantung pada peralatan laboratorium yang mahal dan berukuran besar sehingga tidak portabel. Sementara itu, sistem portabel yang telah dilaporkan umumnya belum mampu mencapai tingkat sensitivitas dan ketahanan yang memadai di lingkungan kompleks. Keterbatasan ini menghambat penerapan sistem deteksi polusi air portabel, terutama di wilayah yang miskin sumber daya atau menghadapi tingkat pencemaran berat. Untuk menjawab tantangan tersebut, penelitian terbaru mengembangkan pendekatan deteksi berbasis pengukuran absorbansi yang ditingkatkan dengan sirkuit topoelektrik non-Hermitian, sehingga mampu meningkatkan sensitivitas sekaligus memungkinkan deteksi real time dengan prospek besar untuk diaplikasikan dalam sistem portabel.

Pendekatan deteksi polusi air ini menggunakan metode pengukuran absorbansi optik yang dipadukan dengan rangkaian topoelektrik non-Hermitian. Prinsip dasar absorbansi memungkinkan sistem mendeteksi perubahan konsentrasi polutan melalui interaksi cahaya dengan sampel air, sementara rangkaian topoelektrik berperan meningkatkan sensitivitas sinyal. Uji eksperimental dilakukan dengan mendeteksi polutan metil violet pada konsentrasi rendah. Data utama yang dikumpulkan meliputi batas deteksi optik, konsentrasi minimum polutan yang teridentifikasi, serta waktu respon sistem terhadap perubahan konsentrasi. Analisis hasil dilakukan dengan membandingkan performa sistem terhadap standar emisi polutan dan batas eutrofikasi, serta membandingkan efektivitasnya dengan sistem portabel lain yang pernah dilaporkan.

Sistem deteksi ini mampu mencapai batas deteksi optik di bawah ambang satuan absorbansi, dengan kemampuan mendeteksi metil violet pada konsentrasi serendah 0,1 μg/L. Tingkat sensitivitas ini jauh melampaui persyaratan emisi polutan maupun standar eutrofikasi yang berlaku. Selain itu, sistem menunjukkan waktu respons sangat cepat yaitu 15 milidetik, sehingga memungkinkan deteksi real time dari berbagai jenis polutan, baik anorganik, organik, maupun mikroorganisme pada konsentrasi sangat rendah di bawah 1 μg/L. Keunggulan lain dari sistem ini adalah peningkatan stabilitas deteksi berkat pemanfaatan sirkuit topoelektrik non-Hermitian, yang menjadikannya lebih tangguh dalam menghadapi kondisi lingkungan kompleks. Jika dibandingkan dengan teknologi portabel lain yang umumnya terkendala sensitivitas atau ketahanan, sistem ini menawarkan keseimbangan antara kecepatan, akurasi, dan keandalan. Dengan demikian, pendekatan ini membuka peluang besar untuk pengembangan perangkat portabel yang murah, praktis, dan siap digunakan di lapangan untuk pemantauan kualitas air. 

Pengembangan sistem deteksi polusi air berbasis pengukuran absorbansi yang diperkuat dengan sirkuit topoelektrik non-Hermitian menawarkan solusi inovatif terhadap keterbatasan teknologi deteksi yang ada saat ini. Sistem ini berhasil mencapai sensitivitas ultra-tinggi dengan kemampuan mendeteksi polutan pada konsentrasi sangat rendah, disertai waktu respon yang cepat dan kestabilan yang lebih baik dalam kondisi kompleks. Inovasi ini berpotensi besar untuk dikembangkan menjadi sistem portabel yang terjangkau dan efektif, sehingga dapat mendukung pengelolaan air bersih secara lebih luas, terutama di wilayah yang rentan pencemaran maupun dengan keterbatasan fasilitas laboratorium. Dengan keunggulan tersebut, teknologi ini menandai langkah penting menuju sistem deteksi polusi air generasi baru yang lebih efisien, real time, dan berkelanjutan.

Referensi

• Deng, W., Chen, T., & Zhang, X. (2025). Ultra-sensitivity real-time water pollution detection based on non-Hermitian topolectrical circuit. Journal of Hazardous Materials, 497, 139765. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139765