Nanofiber untuk Mengatasi Permasalahan di Indonesia

Ditulis Oleh Puji Syukri Ilahi

Indonesia merupakan Negara yang sangat besar dengan jumlah penduduk nomor 4 terbanyak di dunia menurut The Spectator Index. Jumlah penduduk yang besar dan masih kurangnya kesadaran masyarakat untuk menjaga lingkungan menyebabkan Indonesia menjadi salah satu Negara menghasilkan sampah terbanyak di dunia. Pada tahun 2018 indonesia menjadi Negara penyumbang sampah plastik terbesar kedua di dunia yang dibuang ke laut. Terdapat 5 jenis sampah terbesar di dunia yaitu putung rokok, kemasan makanan, plastik kresek, sedotan plastik, dan Styrofoam. Beragam upaya dilakukan pemerintah untuk mengatasi permasalahan sampah ini dengan menghadirkan kebijakan dan regulasi mengatasi sampah. Permasalahan sampah dapat diatas dengan 3R yaitu reduce (mengurangi), reuse (menggunakan kembali), dan recycle (mendaur ulang). Baru-baru ini pemerintah telah mengeluarkan larangan atau pengurangan penggunaan plastik diantaranya Styrofoam dan sosialisasi menggunakan Reusable Bag. Namun cara ini tidaklah cukup untuk mengatasi permasalahan di Indonesia. Cara lain untuk mengatasi permasalahan sampah plastik di Indonesia yaitu dengan mendaur ulang sampah plastik tersebut menjadi produk yang bernilai tinggi seperti menjadikannya nanofiber.

Gambar 1. Data masalah pengolahan sampah di setiap Negara di dunia dimana Indonesia termasuk salah satu negara yang masih bermasalah dengan pengelolaan sampah, dengan menduduki posisi kedua di bawah China (www.internasional.kompas.com)

Nanofiber merupakan material yang memiliki struktur yang ramping, memanjang seperti benang. Nanofiber dapat dibentuk dengan berbagai cara diantaranya yaitu dengan teknik electrospinning, Melt blowing, Rotary forcespinning, dll dimana setiap metode memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing [1].  Saat ini metode electrospinning yang paling banyak diteliti oleh ilmuan. Pencarian literatur menggunakan database Web of Science menunjukkan bahwa Tahun 2013 memiliki publikasi lebih dari 2.000 artikel jurnal peer-review berkaitan dengan nanofiber dari electrospinning. Metode electrospinning ini menggunakan medan listrik yang tinggi untuk menghasilkan nanofiber [2]. Sistem dari electrospinning dapat dilihat pada gambar 2, dimana jarum logam dialiri dengan tegangan tinggi sehingga larutan yang keluar dari jarum memiliki muatan yang tinggi sedangkan kolektor ditanahkan. Oleh karena itu larutan yang sudah dimuati elektron tadi tertarik ke kolektor membentuk serat.


Gambar 2. Sistem metode pembentukan serat dengan Elektrospinning (www.neicorporation.com)

Penelitian nanofiber di Indonesia sudah dilakukan di berbagai Universitas dan lembaga penelitian di Indonesia salah satunya di Insititut Teknologi Bandung (ITB). Penelitian nanofiber di ITB yaitu terkait morfologi pembentukan nanofiber dari electrospinning dan aplikasinya di bidang filtrasi dan medis [3–5]. Saya pernah membantu penelitian mahasiswa S3 di ITB tentang produksi nanofiber dari constant current electrospinning. Electrospinning ini sangat luarbiasa karena menghasilkan diameter nanofiber yang seragam. Penelitian yang dilakukan memanfaatkan bahan polimer dari limbah Styrofoam. Limbah Styrofoam ini dilarutkan kedalam pelarut DMF dan d-limonene [5]. Dilakukan berbagai variasi kosentrasi larutan dan parameter alat agar dihasilkan berbagai ukuran diameter nanofiber.

Gambar 3. Membran nanofiber sebagai filter udara (www.clarkfiltersdirect.com)

Baca juga:

Nanofiber dari Styrofoam ini dapat dimanfaatkan menjadi membrane filter udara. Fungsi membran filter adalah untuk menyaring molekul udara yang berukuran nano yang tidak dapat difilter oleh membran biasa. Selain itu udara yang mengandung bakteri juga dapat dimurnikan menggunakan membran nanofiber dimana nanofiber dimodifikasi secara kimia dengan ditambahkan zat tertentu untuk membunuh bakteri. Membran filter antibakteri seperti ini berguna untuk melindungi orang di tempat tinggal dan kantor. Sejauh ini efisiensi tinggi-filter partikulat udara (HEPA) terbuat dari serat kaca non-anyaman telah digunakan untuk menangkap partikel berukuran 300 nm dengan efisiensi filter 99,97% [6, 7]. Namun ukuran pori mesh harus kecil atau tebal untuk menghilangkan partikel ultra-halus, sehingga proses filtrasi dengan mesh ini membutuhkan udara dengan tekanan tinggi. Salah satu faktor menentukan bagusnya membran filter adalah penurunan tekanan (pressure drop). Penurunan tekanan yang lebih rendah diperlukan untuk media filter yang sangat baik. Dengan latar belakang seperti itu, membran nanofiber electrrospinning akan memperoleh potensi besar dan diperkirakan bahwa pasar filtrasi di masa depan akan mencapai US $ 700 milliar pada tahun 2020 [8]. Oleh karena itu penelitian nanofiber dari limbah sampah styrofoam ini perlu diteliti lebih lanjut untuk menjadi produk bernilai tinggi dan diproduksi secara massal agar menambah pendapatan negara serta lingkungan menjadi tidak tercemar lagi.

REFERENSI

[1]      R. Nayak, R. Padhye, I. L. Kyratzis, Y. B. Truong, and L. Arnold, “Recent advances in nanofibre fabrication techniques,” Text. Res. J., vol. 82, no. 2, pp. 129–147, 2012.

[2]      M. M. Munir, F. Iskandar, Khairurrijal, and K. Okuyama, “A constant-current electrospinning system for production of high quality nanofibers,” Rev. Sci. Instrum., vol. 79, no. 9, p. 93904, 2008.

[3]      I. Sriyanti, D. Edikresnha, A. Rahma, M. M. Munir, H. Rachmawati, and K. Khairurrijal, “Mangosteen pericarp extract embedded in electrospun PVP nanofiber mats: Physicochemical properties and release mechanism of α-mangostin,” Int. J. Nanomedicine, vol. 13, pp. 4927–4941, 2018.

[4]      A. Zulfi et al., “Air filtration media from electrospun waste high-impact polystyrene fiber membrane,” Mater. Res. Express, vol. 5, no. 3, 2018.

[5]      A. Rajak, D. A. Hapidin, F. Iskandar, M. M. Munir, and R. Khairurrijal, “Controlled Morphology of Electrospun Nanofibers from Waste Expanded Polystyrene for Aerosol Filtration,” Nanotechnology, 2019.

[6]      R. Maus, A. Goppelsröder, and H. Umhauer, “Viability of bacteria in unused air filter media,” Atmos. Environ., vol. 31, no. 15, pp. 2305–2310, 1997.

[7]      P. C. Kemp, H. G. Neumeister-Kemp, G. Lysek, and F. Murray, “Survival and growth of micro-organisms on air filtration media during initial loading,” Atmos. Environ., vol. 35, no. 28, pp. 4739–4749, 2001.

[8]      A. Suthar and G. Chase, “Nanofibres in filter media,” Chem. Eng., no. 726, pp. 26–28, 2001.

Warstek Media

Warung Sains Teknologi (Warstek) adalah media SAINS POPULER yang dibuat untuk seluruh masyarakat Indonesia baik kalangan akademisi, masyarakat sipil, atau industri.
Warung Sains Teknologi
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *