Penghantar Listrik Dari Bahan Baku Anyaman

Ditulis Oleh Ricky Jenihansen B.

Gambar 1 Ilustrasi material konduktor (Sumber: european-coatings.com)

Di dalam ilmu kimia, salah satu bentuk senyawa yang paling populer penggunaanya dalam kehidupan sehari-hari yaitu polimer, senyawa yang merupakan hasil penggabungan lebih dari satu unit bentuk molekul. Hampir semua barang yang ada di sekitar kita adalah bentuk dari senyawa polimer, entah itu polimer buatan manusia atau polimer alami. Ada banyak bentuk polimer yang dapat ditemui di sekitar kita, seperti plastik, karet, kayu, kulit dan lain-lain.

Pada umumnya polimer dikenal sebagai material yang bersifat non kunduktif atau tidak menghantarkan listrik, namun belakangan, sejumlah penelitian telah menemukan berbagai polimer bersifat konduktif atau mampu menghantarkan listrik maupun semi-konduktif. Salah satu polimer yang belakangan banyak dikembangkan adalah polimer organik polianilin atau PANi.

Gambar 2 Ilustrasi Polimer di hampir semua bagian kehidupan manusia (Dok. Pribadi)

Namun,berdasarkan hasil penelitian Paoli pada tahun 1999, PANi memiliki sifat kaku dan terbatas pada aplikasi tertentu sehingga perlu dikompositkan atau digabungkan dengan bahan lain seperti karet, plastik, serat gelas atau serat alam. Di sisi lain, meningkatnya keprihatinan lingkungan telah membuat ilmuwan menempatkan pentingnya aplikasi bahan-bahan alami, termasuk di bidang komposit. Pengelompokan serat-serat alami itu sendiri didasarkan pada sumbernya yaitu tanaman, binatang atau mineral.

Sementara itu, berdasarkan data BPS tahun 2013, Provinsi Bengkulu tempat peneliti berdomisili, memiliki luas area sebesar 19.788.70 km2 menjadikannya sebagai Provinsi yang memiliki kawasan pesisir paling luas di pesisir selatan Sumatera sehingga memiliki potensi kawasan pesisir yang banyak, salah satunya serat alam. Untuk diketahui, dalam konsep “Pedoman Umum Perencanaan Pengelolaan Pesisir Terpadu” oleh Kementerian Kelautan dan Perikatan (KKP) pada tahun 2002, cakupan kawasan pesisir adalah wilayah peralihan ekosistem darat dan laut sejauh 12 mil atau sekitar 19 km dari garis pantai untuk sebuah Provinsi, termasuk di dalamnya daerah rawa.

Vegetasi yang tumbuh di lahan rawa umumnya dianggap sebagai gulma atau rumput liar, namun di antaranya ada yang saat ini telah bernilai ekonomis, yaitu rumput mendong dan mesiang yang di beberapa daerah telah dibudidayakan dan menjadi bahan kerajinan tangan. Tidak hanya itu, Mendong dan Mesiang ternyata juga memiliki potensi yang bisa ditingkatkan. Berdasarkan penelitian Suryanto dkk. Pada tahun 2013, kedua tanaman itu diketahui memiliki karakter kuat dan kompetitif dibandingkan serat alam lain.

Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah tersebut, polianilin perlu diupayakan agar dapat  menjadi lebih fleksibel dengan cara  di-blend dengan bahan lain seperti serat alam, karet dan plastik agar menghasilkan material dengan kekuatan mekanik dan kondutivitas yang tinggi.

Gambar 3. Formula ideal polianilin pada tingkat oksidasi dan protonasi yang berbeda (Inzelt, 2008).

Yuningsih dkk. dari Universitas Muhammadiyah Sukabumi pada tahun 2018 telah melakukan penelitian pemanfaatan polianilin yang dikompositkan dengan serat alam dari Tongkol Jagung sebagai elektrolit padat baterai. Hasil analisis morfologi permukaan dan kandungan unsur komposit menggunakan instrumen SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) menunjukan bahwa partikel polianilin tumbuh pada serat karbon aktif dan terbebas dari unsur pengotor serta memiliki kemampuan sebagai elektrolit padat yang sesuai dengan karakteristik yang diharapkan.

Oleh karena itu, peneliti memiliki gagasan untuk melakukan sintesis polimer konduktif Polianilin-Selulosa dari rumput mendong (Fimbristylis umbellaris (L.) Vahl dan mesiang (Actinoscirpus grossus (L.f.) Goetgh. & D.A.Simpson) yang diketahui terdapat banyak di daerah rawa pesisir di Kota Bengkulu namun belum begitu termanfaatkan.

Pada penelitian ini, yang akan menjadi media tumbuh atau menempelnya polianilin adalah serat tanaman yaitu selulosa yang merupakan salah satu jenis karbohidrat penyusun dinding sel tumbuhan yang terdapat banyak pada mendong dan mesiang. Selulosa adalah polimer glukosa yang berbentuk rantai linier dan dihubungkan oleh ikatan ß-1,4 glikosidik. Struktur yang linier menyebabkan selulosa bersifat kristalin dan tidak mudah larut. Selulosa tidak mudah didegradasi secara kimia maupun mekanis dan memiliki bobot molekul 50.000 hingga 2,5 juta bergantung pada sumbernya. Di alam, selulosa tidak pernah ditemukan dalam keadaan murni, tetapi selalu berasosiasi dengan polisakarida lain seperti hemiselulosa atau lignin membentuk kerangka utama dinding sel tumbuhan.

Gambar 4 Rumput Mendong (Fimbristylis umbellaris (L.) Vahl

Gambar 5 Mesiang (Actinoscirpus grossus (L.f.) Goetgh. & D.A.Simpson)

Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan Suryanto dkk. pada tahun 2013 terhadap batang mendong yang baru dipanen, diketahui kandungan  airnya sebesar 5,2%  pada  pangkal  batang  dan  4,2% pada  tengah  batang.  Sementara, hasil pengujian  terhadap  kandungan  senyawa kimia, diketahui batang mendong  memiliki  kandungan Selulosa alpa 72,14%, Hemiselulosa 20.20%, 3.44%, dan kadar ekstraktif 4.2%.

Sementara itu, berdasarkan eksperimen terhadap Mansiang di Indonesia yang pernah dilakukan sebelumnya, menunjukkan bahwa rata-rata panjang serat akhir mansing adalah 1,6 mm dengan diameter 5,3 mm dan lebar lumen 2,1 mm. Sedangkan hasil analisis senyawanya menunjukan bahwa mansiang mengandung 61,8% selulosa, 26,1% lignin, 21,2% pentosa, 11,5% abu dan 8,3% silika.

Selulosa didefinisikan sebagai serat padat yang tahan dan tersisa setelah pemurnian jaringan tanaman dengan asam atau amonia oleh Anselme Payen pada 1838 untuk pertama kalinya. Ia mengamati bahwa bahan alam yang telah dimurnikan mengandung satu jenis senyawa kimia yang sama, yaitu karbohidrat, residu glukosa yang mirip dengan pati.

Gambar 6 Struktur kimia selulosa pada serat non kayu

Seperti diketahui, material konduktif yang banyak dikembangkan saat ini adalah material yang berasal dari senyawa anorganik. Penggunaan material anorganik menjadi masalah karena tidak dapat diolah secara alamiah. Oleh karena itu, material yang mulai dikembangkan adalah material dari polimer organik seperti polianilin, poliasetilena dan polipirol. Polianilin merupakan polimer yang sering digunakan diantara polimer-polimer tersebut karena memiliki kestabilan dan konduktivitas yang tinggi, dan mudah disintesis.

Untuk dapat mensintesis polianilin-selulosa, maka ikatan hidrogen pada selulosa harus diputuskan dan gugus hidroksilnya harus diaktifkan sehingga anilin dapat masuk ke dalam selulosa. Sedangkan untuk memastikan sintesis tersebut berhasil, setelahnya akan dilakukan karakterisasi dengan menggunakan sejumlah instrumen dan pengujian kemampuan penghantaran listrik.

Referensi.

1. Adriani, D.M. 2013. Sintesis Material Konduktif Komposit Polianilin-Selulosa Dari Tanah Gambut. 2(3), hal. 127–132.
2. Brown, R.J. dan Saxena, I.M. 2007. Cellulose: Molecular and Structural Biology. Springer.
3. Cahyana, A. dan Sukayasa, K.W. 2009. Kajian Karakteristik Bahan Baku dan Proses Produksi Kria Tradisional Anyaman di Tasikmalaya Jawa Barat. Universitas Kristen Maranatha, Bandung.
4. Chaudhuri, D. dan Sarma, D.D. 2006. BF3-doped polyaniline: A novel conducting polymer. Pramana – Journal of Physics 67(1), hal. 135–139. doi: 10.1007/s12043-006-0044-7.
5. Inzelt, G. 2008. A New Era in Electrochemistry (Monographs in Electrochemistry). Springer. doi: 10.1007/978-3-540-75930-0.
6. Kementerian Kelautan dan Perikanan 2002. Pedoman Umum Perencanaan Pengelolaan Pesisir Terpadu. Keputusan Menteri Kelautan dan Perikanan RI
7. Kosterman, A.J. et al. 1987. Actinoscirpus grossus. in Fact Sheet for Actinoscirpus grossus. WSSA (Weed Science Society of America) . Tersedia pada: wssa.net/wp-content/uploads/Actinoscirpus-grossus.pdf.
8. Suryanto, H. et al. 2013. Karakteristik Serat Mendong (Fimbristylis globulosa): Upaya Menggali Potensi Sebagai Penguat Komposit Matriks Polimer. National Conference Green Technology 3
9. Tjitrosoepomo, G. 1988. Taksonomi Tumbuhan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
10. Yuningsih, L.M. dan Fauziyah, Y.M. 2018. Sintesis Komposit Polianilin-Karbon Aktif dari Tongkol Jagung sebagai Elektrolit Padat Pada Baterai. Jurnal Kimia Valensi 4(2), hal. 119–123. doi: 10.15408/jkv.v4i2.7390.