Omar Yaghi Pengungsi Palestina Peraih Nobel 2025 yang Mengubah Udara Gurun Menjadi Air

Air Itu Ditarik dari Udara

Anak itu ingat betul. Setiap satu atau dua minggu sekali, keran air di rumahnya baru menyala. Begitu air mengalir, gegerlah satu rumah. Semua orang berlari. Mengambil ember, baskom, panci, apa saja yang bisa menampung air.

Air itu harus cukup untuk dua minggu ke depan. Kalau habis? Ya gigit jari.

Anak kecil itu bernama Omar M. Yaghi. Lahir di Amman, Yordania, tahun 1965. Keluarganya pengungsi Palestina, terusir dari desanya pada 1948. Mereka tinggal di satu kamar sempit. Bersembilan. Plus ternak. Tanpa listrik.

Pengalaman haus itu bukan cerita novel. Itu ingatan fisik. Ingatan yang kelak mengubah hidupnya—dan mungkin hidup orang banyak.

Tahun 2025 lalu, Yaghi memenangkan Hadiah Nobel Kimia. Ia berbagi piala dengan Susumu Kitagawa dan Richard Robson. Penyebabnya satu: temuan material baru bernama Metal-Organic Frameworks (MOFs).

Jangan pusing dengan namanya yang rumit. Bayangkan saja sebuah spons raksasa. Tapi ukurannya mikroskopis.

Satu gram MOFs saja kalau dibeberkan, luas permukaan dalamnya bisa setara satu lapangan sepak bola. Berpori-pori sangat rapat. Reka bentuk porsinya dirancang presisi pada skala molekul.

Fungsinya? Menangkap uap air di udara.

Bahkan di tempat yang sangat kering sekalipun. Di gurun seperti Death Valley, yang kelembabannya cuma 10 sampai 20 persen, material ini tetap bisa menyerap uap air yang tak kasat mata.

Cara kerjanya ajaib tapi masuk akal. Udara malam diserap. Siang harinya, begitu kena sinar matahari atau panas buangan sekitar 40–65 derajat Celsius, airnya keluar. Berubah jadi uap, lalu diembunkan jadi air minum yang jernih.

Tanpa mesin pendingin raksasa. Tanpa membran bertekanan tinggi. Dan yang paling penting: tanpa limbah garam seperti pabrik desalinasi di pinggir laut.

Di laboratorium, alat ini sudah terbukti. Satu kilogram MOFs bisa memeras udara jadi air jernih—mulai dari ratusan gram sampai lebih dari satu liter per hari.

Perusahaan yang didirikan Yaghi, Atoco, malah sudah bikin prototipenya. Hasilnya: 300 liter air per hari. Sekarang mereka sedang merancang unit komersial seukuran kontainer kapal. Targetnya 1.000 liter sehari. Tanpa perlu colokan listrik PLN. Off-grid.

Harganya? Saat ini masih 5 dolar per ton air. Tapi dalam tiga sampai lima tahun ke depan, targetnya turun jadi 2 dolar per ton. Bahan utamanya, seperti aluminium, relatif murah dan awet.

Coba bayangkan dampaknya.

Selama ini, kalau mau dapat air di daerah kering, pilihannya cuma dua: tarik pipa berkilometer-kilometer dari sungai yang makin menyusut, atau bikin pabrik desalinasi air laut yang mahal dan serakah energi.

Tapi bagaimana kalau lokasinya jauh di tengah daratan Afrika Sub-Sahara, Timur Tengah, atau Asia Selatan?

Jawabannya ya MOFs ini. Uap air di atmosfer bumi itu jumlahnya gila-gilaan. Jauh lebih banyak daripada seluruh air sungai di dunia gabungan. Sumbernya melimpah di mana saja. Gratis.

Lalu, apa masalahnya sekarang?

Bukan hukum fisika lagi. Fisikanya sudah tuntas diusut Yaghi. Masalahnya tinggal dua: skala produksi massal dan biaya modal awal.

Sama seperti panel surya puluhan tahun lalu. Dulu mahal luar biasa, sekarang di mana-mana orang pakai solar panel.

Tentu ada batasnya. Kapasitas 1.000 liter sehari jelas belum cukup untuk memasok kebutuhan satu kota besar Jakarta atau Surabaya. Riset masih harus jalan terus untuk memperpanjang umur materialnya.

Namun, ini soal waktu dan engineering. Soal bisnis dan industri.

Pertanyaan besarnya sekarang: apakah teknologi penemu air ini akan dibuka seluas-luasnya untuk dunia, atau malah dikunci rapat-rapat lewat paten demi keuntungan segelintir perusahaan?

Kalau dikunci lewat paten ketat atau komoditas geopolitik, adopsinya bakal lambat. Tapi kalau dibuka—lewat lisensi murah, transfer teknologi, dan produksi lokal—ia bisa jadi kunci kedaulatan air dunia.

Udara tidak milik siapa-siapa. Tidak ada negara yang bisa mengklaim kepemilikan atas molekul air yang melayang di langit.

Yaghi tidak menciptakan sihir. Ia hanya membuka mata dunia pada ruang kosong yang selama ini diabaikan: bahwa udara kering sekalipun menyimpan kehidupannya sendiri.

Ilmu pengetahuan sudah menyelesaikan tugas tersulitnya. Sekarang bola ada di tangan industri dan regulator. Apakah teknologi ini akan dibiarkan berdebu di lemari paten, atau dibawa ke desa-desa gersang tempat anak-anak kecil tak perlu lagi berebut air minum? 

Mekanisme penangkapan air oleh MOF (metal-organic frameworks) bersifat adsorpsi fisik yang sangat selektif dan dapat diatur pada skala molekul.

MOF adalah kerangka kristal berpori yang dibangun dari nodus logam (seperti aluminium) yang dihubungkan oleh linker organik. Struktur ini menciptakan pori-pori mikroskopis dengan luas permukaan ekstrem (ribuan m² per gram). Untuk water harvesting, MOF dirancang agar pori-porinya hidrofilik di lokasi tertentu, sehingga mampu menarik molekul air dari udara bahkan pada kelembaban relatif (RH) sangat rendah (10–20%).

Tahapan mekanisme secara molekular

1. Adsorpsi awal di situs primer (seeding)
   Molekul air pertama masuk ke pori dan terikat kuat melalui ikatan hidrogen. Pada MOF-303 (material utama yang digunakan Yaghi), situs primer terletak di antara gugus pyrazole pada linker organik dan gugus μ₂-OH pada rantai aluminium. Satu molekul air membentuk tiga ikatan hidrogen dengan energi ikat sekitar −80 hingga −90 kJ/mol. Situs ini sangat polar dan menjadi “benih” adsorpsi.
2. Pembentukan klaster air
   Setelah situs primer terisi, molekul air berikutnya menempel pada air yang sudah teradsorpsi (interaksi air–air). Mereka membentuk klaster terisolasi, kemudian rantai klaster, dan akhirnya jaringan air yang mengisi pori. Proses ini bersifat kooperatif: sekali seeding terjadi, pengisian pori berlangsung cepat. Inilah yang menghasilkan isoterm adsorpsi berbentuk S (step-like), di mana kapasitas air naik tajam pada RH tertentu.
3. Pengisian pori penuh
   Pada RH yang sesuai dengan desain MOF, pori terisi hingga kapasitas maksimum (biasanya 0,3–0,4 g air per gram MOF untuk MOF-303). Air di dalam pori berada dalam keadaan “uap terkondensasi” yang tidak sepenuhnya seperti air cair bulk, melainkan klaster yang relatif longgar. Kondisi ini penting karena memudahkan pelepasan kembali.
4. Desorpsi (pelepasan)
   Pemanasan ringan (40–65 °C, setara suhu yang dicapai sinar matahari ambient atau panas limbah rendah) memutus ikatan hidrogen. Karena sebagian besar air berada dalam bentuk klaster tidak jenuh, energi yang dibutuhkan relatif rendah. Uap air yang dilepaskan kemudian dikondensasi di permukaan yang lebih dingin menjadi air cair.

Faktor penentu kinerja

• Ukuran dan hidrofilisitas pori menentukan pada RH berapa langkah adsorpsi terjadi. Pori terlalu hidrofilik membuat desorpsi sulit; terlalu hidrofobik membuat adsorpsi hanya terjadi di kelembaban tinggi.
• Energi adsorpsi moderat (bukan terlalu kuat) memungkinkan siklus adsorpsi–desorpsi berulang dengan energi rendah.
• Kinetika bergantung pada difusi air di dalam pori. MOF yang baik memiliki difusi cepat sehingga siklus bisa dilakukan berkali-kali dalam sehari.

Secara keseluruhan, MOF tidak “menyerap” air seperti spons konvensional. Ia menangkap uap air secara selektif melalui situs ikatan hidrogen yang dirancang, menumpuknya menjadi klaster di dalam pori, lalu melepaskannya dengan panas rendah. Mekanisme ini memungkinkan pengambilan air dari udara gurun tanpa pendinginan ekstrem atau tekanan tinggi.