Inovasi Tekstil: Pengembangan Produk Benang Tekstil Dari Biopolimer Alga

Sebagai salah satu sektor penghasil polusi terbesar di dunia, industri tekstil terus berupaya menciptakan produk yang berkelanjutan. Atas dasar itulah, mekanisme research and development harus berkiblat pada tren ramah lingkungan dan teknologi bersih. Baik dari aspek bahan baku, proses produksi, barang bekas pakai dan manajemen limbah serta penggunaan energi pada keseluruhan sistem. Tentu, konsep ini sejalan dengan Sustainable Development Goals (SDGs).

Bahan-bahan sintetik, seperti nilon, akrilik, dan poliester, merupakan turunan dari produk petrokimia selingan minyak bumi dan gas alam. Sifatnya tidak biodegradable, tidak sustainable dan berkorelasi erat dengan berbagai fenomena kerusakan alam. Contohnya yaitu pemanasan global, kerusakan habitat alam, pencemaran mikroplastik, dan lain sebagainya.

Hal itu menunjukan bahwa kita membutuhkan terobosan bahan terbarukan untuk material serat tekstil yang bersih dan ramah lingkungan. Sistem fesyen yang berkelanjutan ini melahirkan berbagai inovasi tekstil ramah lingkungan dengan material alami.

Salah satunya yaitu benang berbahan baku serat biopolimer dari alga yang disebut Kelsun™. Inovasi produk tekstil ini diusung oleh perusahaan rintisan atau start up bernama AlgiKnit (sekarang menjadi KeelLabs) asal New York, AS.

Perusahaan AlgiKnit dibangun atas dasar motivasi untuk membuat produk tekstil yang berkelanjutan. Mereka berkomitmen mengembangkan produk yang biodegradable dan bermanfaat bagi lingkungan kedepannya.

Mengapa Alga Dipilih Sebagai Bahan Dasar?

Aspek yang harus dipenuhi dalam membuat sebuah produk berkelanjutan adalah ketersediaan bahan baku. Alga dipilih karena pertumbuhan yang cepat dan bersifat biodegradable. Hal itu sejalan dengan visi AlgiKnit.

Tanaman alga bisa tumbuh 10 kali lebih cepat dibanding tanaman terrestrial. Ia hanya membutuhkan kurang dari sepersepuluh lahan untuk menghasilkan jumlah biomassa setara. Bahkan alga mampu tumbuh di lahan yang tidak produktif dan tidak subur sekalipun.

Alga tidak memerlukan air tawar sehingga pemupukannya lebih efisien daripada tanaman darat. Sehingga budidaya tanaman ini bisa meminimalisir pemborosan air, limpasan pupuk, dan eutrofikasi hilir terkait pertanian modern.

Pembuatan serat alga sendiri terbagi menjadi beberapa beberapa tahapan yaitu:

1.       Penggilingan alga

2.       Penambahan asam mineral dan sodium carbonate pada material alga

3.       Pemurnian yang menghasilkan sodium alginate sebagai bahan dasar pembuatan serat biopolimer

Proses ekstraksi sodium alginate dari material alga

Proses Pembuatan Serat Tekstil Dari Material Alga

Dalam rincian teknologi paten bernomor WO2020118080A1 yang telah didaftarkan pada badan World Intellectual Property Organization, serat alga Kelsun™ terbuat dari sodium alginate, methyl cellulose, dan glycerol sebagai plasticizer. Campuran tersebut diekstruksi dengan larutan kalsium klorida pada sebuah bak curing seperti pemintalan rayon. Serat yang mereka hasilkan mempunyai karakteristik tensile strength minimum 0,8 gram/denier dan modulus young hingga 24 GPa. Kekuatan serat tersebut hampir sama dengan wol yang memiliki tensile strength sekitar 1,1 gram / denier). Serat berbahan dasar alga bersifat tahan terhadap pencucian, elastis saat kering dan elastisitas basah yang cukup baik, serta kenyamanan mirip serat rayon.

Akan tetapi, peneliti masih menelisik terkait kemungkinan eksplorasi konstruksi multifilament dari benang alginate ciptaan mereka. Konstruksi multifilament diharapkan dapat menambah fleksibilitas dan keluwesan bahan benang alginate ketika digunakan sebagai material kain tekstil.

(dari kiri ke kanan) kenampakan alga, sodium alginate, gel alginate, campuran untuk ekstrusi, benang alginate hasil proses.

Kenampakan gel alginate (paling kiri), campuran alginate untuk proses ekstrusi (kedua dari kiri)

Diantara keunggulan serat ini adalah kemudahannya menyerap warna saat tanpa mekanisme pencelupan. Itu menunjukkan bahwa benang tersebut tidak lagi membutuhkan proses pencelupan  tahap lanjut lagi karena benang telah terwarnai dalam proses pembuatan.

Proses pewarnaan dapat dilakukan dengan memasukan zat warna alam pada adonan campuran pasta alginate sesaat sebelum ekstrusi serat pada bak curing. Peneliti melaporkan bahwa hasil pewarnaan tersebut dapat terbilang seragam dan cukup baik.

Kenampakan benang alginate setelah diwarnai zat warna alam dengan metode pencampuran sesaat sebelum proses ekstrusi.

Pemanfaatan Benang Alginate Sebagai Bahan Tekstil

Para peneliti dari KeelLabs telah mengeksplorasi potensi penggunaan benang alginate dalam industri tekstil. Metode paling cocok untuk mengolah benang ini yaitu sebagai material kain rajut. Umumnya bahan rajut memiliki elastisitas, sifat intrinsik benang dan modulus young yang cukup baik. Peneliti mengklaim bahwa performa kain rajut cukup baik dan dapat digunakan untuk bahan pakaian sehari-hari.

Kain rajut dari benang alginate

Pakaian rajut dari 100% benang alginate

Benang alginate juga bisa dimanfaatkan untuk membuat sepatu, sebagai sol dan detail belakang sepatu. Produk kedua dari KeelLabs telah dipunlikasikan pada akhir tahun 2020 menggunakan teknologi 3D printing.

Sepatu kets yang dibuat dari material alginate

Hingga saat ini KeelLabs masih berfokus untuk mengembangkan prototipe dan produk secara internal. Mereka juga membeli alga dalam jumlah kecil untuk memenuhi kebutuhan laboratorium. Para peneliti masih berupaya mencari peluang kerjasama dengan berbagai label pakaian untuk posibilitas pengembangan lebih lanjut yang dapat diraih menggunakan produk alginate.

Sumber: Buletin Tekstil Edisi 27