Berbagai langkah dan strategi
pencegahan pencemaran lingkungan lebih difokuskan pada mikroorganisme, baik
yang hidup maupun mati. Pemanfaatan material tersebut disebut Bio-based
atau Bio Material berupa bahan yang terbarukan dan berkelanjutan. Berbagai
penelitian berhasil mengembangkan pengobatan biofiber menggunakan sifat
antimikrobanya.
1.
Serat kapuk diolah dengan kitosan/AgClTiO 2 untuk
memberikan sifat antimikroba pada material tekstil.
2.
Serat wol diberi pewarna antimikroba alami guna
mencegah pertumbuhan bakteri.
3.
Pewarna T. chebula dan A.
tinctoria pada serat wol berguna mencegah pertumbuhan Bacillus
subtilis dan Staphylococcus aureus (gram
positif).
4.
Komposit semen tanah liat bertulang serat kenaf
menunjukkan kinerja yang lebih baik dalam bahan konstruksi bangunan
dibandingkan dengan penguat sintetik.
5.
Baru-baru dikembangkan benang yang peka terhadap
kelembapan dari serat turunan hewani contohnya sutra.
6.
Kapas antibakteri berbahan baku lilin lebah,
propolis, dan kitosan.
Penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa bahwa pengembangan serat berbasis bio akan sangat berguna di bidang tekstil, perawatan medis, dan aplikasi bedah. Salah satunya adalah produk biopolimer.
Biopolimer dikenal sebagai
polimer organik atau polimer alami. Kanji, protein, peptida serta protein adaalah
contoh biopolimer dengan monomer berturut-turut glukosa, asam amino dan asam
nukleat.
Seiring perkembangan teknologi, limbah polimer sintetik menujukkan peningkatan yang mengkhawatirkan. Berbagai studi mengungkapkan bahwa hanya ada kurang dari 10% plastik sintetis yang dapat didaur ulang.
Contohnya, kartu ATM butuh waktu 100 tahun agar bisa benar-benar terurai, sedangkan sisa buah apel hanya butuh waktu tiga bulan. Hal ini mendorong para peneliti untuk mengembangkan polimer dengan bahan baku alami.
Biopolimer menjadi salah satu
opsi untuk menggantikan polimer sintetik dalam rangka kepedulian terhadap
lingkungan. Kini mulai banyak biopolimer yang bersifat biodegradable seperti
asam polilaktat (PLA), poli-hidroksi-alkanoat (PHA), poli-3-hidroksibutirat
(PHB), polihidroksi-valerat (PHV), dan poli-hidroksi-heksanoat (PHH). Biopolimer-biopolier
tersebut juga diproduksi dari sumber daya terbarukan.
Biopolimer bisa dibuat dari hewan,
tanaman, mikroorganisme (jamur) atau disintesis dari monomer bioderived (sumber
biologis). Biopolimer yang diperoleh dari sumber tanaman, hewan dan bakteri
adalah PLA, PHA, PHB, PHV, PHH, protein, dan polisakarida.
Polisakarida adalah polimer
berbasis karbohidrat yang tersusun dari sejumlah monosakarida (hidroksi aldehida
atau keton).
Degradasi biopolimer tergantung
pada beberapa faktor seperti komposisi, jenis polimer dan ikatan kimia. Proses
degradasi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1.
Perban Luka
Pengembangan serat nano electro spun dari biopolimer kolagen
dimanfaatkan sebahan bahan pembalut luka. Perban luka tersebut memiliki cara
kerja yang spesifik dan membuat luka lebih kering serta mempercepat waktu
penyembuhan.
2.
Film Protein
Film protein dari gluten gandum, protein kedelai,
gelatin, jagung, kasein, dan protein whey mempunyai permeabilitas oksigen
rendah. Tetapi permeabilitas uap airnya lebih tinggi dibandingkan film plastik
karena sifat hidrofilik dari sebagian besar protein.
3.
Kemasan Makanan
Di kategori material pengemas ada Polihidroksialkanoat
(PHA) dan Lilin nitroselulosa atau selofan berlapis polivinilidena klorida.
Kedua bahan ini bisa digunakan untuk mengemas makanan yang dipanggang, daging
olahan, keju, dan produk lainnya.
4.
Sifat Tahan Api
Ketahanan api pada komposit berbasis gluten dapat
diberikan oleh lanosol sebagai aditif. Lanosol terkandung secara alami di
setiap organisme. Sifat aditifnya mampu menunda pengapian dan menurunkan
pelepasan panas.
5.
Sifat anti mikroba
Gluten juga dapat menciptakan komposit antimikroba apabila
dikombinasikan dengan trietilena-glikol dan dialdehida. Lapisan biopolimer
berbasis kitosan pada magnesium, bioimplant antimikroba digunakan sebagai biomedis.
Bahan-bahan biomedis ini tidak menimbulkan efek samping ataupun bahaya ketika
terdegradasi dalam tubuh manusia.
6.
Obat-obatan
Peptida berbasis bio polimer disintesis sangat bermanfaat
dalam industri obat-obatan. Namun terdapat batasan ukuran kompleks biopolimer
dipengaruhi oleh proses pengasaman. Disamping itu peptide rentan terhadap
degradasi oksidatif.
Kelebihan dan kekurangan
biopolimer
Keuntungan utama dari biopolimer
adalah biokompatibilitas dan biodegradabilitas. Fungsionalitasnya pun dapat
dimodifikasi sedemikian rupa.
PLA memiliki modulus lentur yang lebih besar dari polistiren, lebih tahan terhadap makanan berlemak dan produk susu yang setara PET, penahan rasa dan aroma dalam kemasan makanan serta kekuatan permukaan yang tinggi.
Dengan kombinasi bahan penguat lain,
biopolimer menjadi sumber potensial untuk implan medis karena dapat terurai
dalam tubuh manusia tanpa ancaman bahaya ataupun efek samping. Bahan ini bisa
diaplikasikan pada pengiriman obat, kemasan makanan, serta aplikasi elektronik
dengan mengubah beberapa kandungannya.
Disamping kelebihannya biopolimer
juga memiliki beberapa keterbatasan. Dimana ia bersifat rentan terhadap
serangan jamur dan bakteri, sehingga perlu penambahan beberapa komponen
antimikroba dan antijamur berdasarkan aplikasinya.
Kelemahan umum kemasan berbasis
PLA yaitu permeabilitas gas yang tinggi. Permeabilitas gas merupakan kemampuan
material penghalang yang memungkinkan gas (O2, N2, CO2, dll) untuk menembus
dalam jangka waktu tertentu. Lamanya proses tergantung suhu, kelembaban,
tekanan dan ketebalan speicmen.
Polimer berbasis pati sangat
sensitif terhadap air sehingga diperlukan campuran plasticizer (pelarut
organik). Semakin banyak komposisi pelarut yang ditambahkan akan meningkatkan
kelenturan tetapi menurunkan kekerasannya. Selain itu biaya produksi polimer
juga tinggi, volume produksinya pun rendah. Biopolimer memiliki ketahanan
fisik, kimia dan mekanik yang tidak terlalu baik.
Berbagai penelitian dilakukan guna
menggantikan plastik nonbiodegradable dan biodegradable plastik. Dengan
kemajuan teknologi, biopolimer dipakai dalam bidang medis, pertanian,
pengemasan dan komposit. Produksi biopolimer diperkirakan akan menembus 12 juta
ton naik 10 kali lipat dari 1,2 juta pada tahun 2011.
Sumber:
Buletin Tekstil Edisi 27