Analisis Mekanik dan Fotokatalitik Glass-Ceramics sebagai Material Fasad Arsitektur Cerdas

Abstract

Sektor bangunan berkontribusi terhadap 37% emisi CO₂ global terkait energi, mendorong kebutuhan material fasad multifungsional yang mampu memadukan kinerja struktural tinggi dengan fungsi aktif lingkungan. Glass-ceramics (kaca-keramik) merupakan material hibrida yang dihasilkan melalui kristalisasi terkontrol kaca induk, menghasilkan mikrostruktur multifasa dengan kombinasi sifat unggul dibandingkan kaca konvensional maupun keramik murni. Dalam konteks fasad bangunan cerdas (smart building facade), material ini menarik perhatian besar karena mampu mengintegrasikan fungsi struktural—kekuatan mekanik, ketangguhan retak, dan ketahanan termal—dengan fungsi aktif fotokatalitik berbasis semikonduktor oksida, khususnya TiO₂ dan ZnO. Tinjauan literatur sistematis ini dilakukan mengikuti panduan PRISMA dengan menganalisis 63 sumber terseleksi dari jurnal bereputasi tinggi (2018–2024) pada tiga aspek utama: (1) karakteristik mekanik glass-ceramics untuk aplikasi fasad, (2) mekanisme dan kinerja aktivitas fotokatalitik, serta (3) integrasi dual-fungsi pada sistem fasad cerdas. Sumber yang ditinjau meliputi Journal of Non-Crystalline Solids, Ceramics International, Construction and Building Materials, Applied Catalysis B: Environmental, dan Journal of the European Ceramic Society. Hasil tinjauan mengindikasikan bahwa glass-ceramics berbasis ZnO-Al₂O₃-SiO₂ (ZAS) memperlihatkan kuat lentur tertinggi 200–285 MPa dan K₁c 2,8–3,5 MPa·m½, sedangkan komposit heterojunction g-C₃N₄/TiO₂ pada substrat glass-ceramics mampu mendegradasi polutan organik >90% dalam 90 menit iradiasi cahaya tampak. Hasil uji lapangan 18 bulan mengkonfirmasi reduksi debu 67% dan reduksi NOx 23%, menegaskan bahwa glass-ceramics fotokatalitik memiliki potensi besar sebagai standar material fasad bangunan cerdas yang berkelanjutan.