Lidah buaya selama ini dikenal sebagai tanaman yang bermanfaat untuk kesehatan kulit, minuman, dan berbagai produk perawatan tubuh. Namun, perkembangan ilmu pengetahuan terus memperlihatkan bahwa tanaman ini memiliki potensi yang jauh lebih luas daripada yang selama ini dibayangkan. Para ilmuwan kini mulai memanfaatkan ekstrak lidah buaya dalam bidang nanoteknologi dan kimia material. Salah satu penelitian terbaru berhasil menunjukkan bahwa ekstrak lidah buaya dapat digunakan untuk membuat nanopartikel tembaga dengan cara yang lebih ramah lingkungan. Nanopartikel tersebut kemudian dipadukan dengan material berteknologi tinggi untuk menghasilkan katalis yang mampu mempercepat reaksi kimia penting tanpa memerlukan bahan kimia berbahaya maupun kondisi reaksi yang ekstrem. Temuan ini membuka peluang baru bagi pengembangan industri kimia yang lebih efisien sekaligus lebih berkelanjutan.
Dalam dunia kimia, hampir semua proses produksi memerlukan bantuan katalis. Katalis merupakan zat yang mampu mempercepat jalannya reaksi kimia tanpa ikut habis selama proses berlangsung. Kehadiran katalis membuat reaksi yang semula membutuhkan waktu lama dapat berlangsung jauh lebih cepat dengan hasil yang lebih tinggi. Industri farmasi, petrokimia, plastik, pupuk, kosmetik, hingga industri pangan memanfaatkan berbagai jenis katalis untuk menghasilkan produk secara efisien. Tanpa katalis, banyak proses industri akan membutuhkan energi lebih besar, biaya produksi lebih tinggi, dan menghasilkan limbah yang lebih banyak.
Baca juga artikel tentang: Merkurius: Planet Di Tata Surya yang Seharusnya Tidak Ada
Walaupun memiliki peran yang sangat penting, pembuatan katalis sering kali masih menggunakan metode yang kurang ramah lingkungan. Banyak nanopartikel logam diproduksi menggunakan bahan pereduksi sintetis yang bersifat toksik atau membutuhkan gas hidrogen sebagai pereaksi. Selain itu, beberapa proses harus dilakukan pada tekanan tinggi dan suhu yang sangat panas sehingga memerlukan konsumsi energi yang besar. Kondisi tersebut mendorong para ilmuwan mengembangkan konsep kimia hijau yang bertujuan mengurangi penggunaan bahan berbahaya, memanfaatkan sumber daya terbarukan, serta menghasilkan limbah seminimal mungkin.
Salah satu pendekatan yang menarik adalah memanfaatkan ekstrak tumbuhan sebagai pengganti bahan kimia sintetis. Berbagai tanaman mengandung senyawa alami yang mampu mendonorkan elektron sehingga dapat mengubah ion logam menjadi nanopartikel logam. Selain membantu pembentukan nanopartikel, senyawa alami tersebut juga dapat melapisi permukaan partikel sehingga ukurannya tetap kecil dan tidak mudah saling menggumpal. Lidah buaya menjadi salah satu tanaman yang menarik perhatian karena gelnya kaya akan polisakarida, flavonoid, fenol, vitamin, asam organik, dan berbagai senyawa bioaktif lain yang mampu menjalankan kedua fungsi tersebut sekaligus.
Pada penelitian ini, para ilmuwan memanfaatkan ekstrak lidah buaya untuk menghasilkan nanopartikel tembaga. Tembaga dipilih karena memiliki aktivitas katalitik yang tinggi sekaligus memiliki harga yang jauh lebih murah dibandingkan logam mulia seperti emas, platinum, atau paladium. Namun, nanopartikel tembaga memiliki kelemahan berupa kecenderungan mudah mengalami oksidasi dan saling menggumpal sehingga aktivitasnya cepat menurun. Oleh karena itu, para peneliti mencari cara agar nanopartikel tetap stabil selama digunakan.
Untuk mengatasi masalah tersebut, para ilmuwan menggunakan material khusus yang dikenal sebagai metal organic framework atau MOF. Material ini memiliki struktur berpori yang tersusun dari ion logam dan molekul organik sehingga menghasilkan luas permukaan yang sangat besar. Jika dianalogikan, MOF menyerupai spons mikroskopis yang memiliki jutaan rongga kecil tempat berbagai molekul atau nanopartikel dapat ditempatkan. Karena memiliki ruang kosong dalam jumlah sangat banyak, material ini telah dimanfaatkan dalam penyimpanan gas, sensor, pemurnian bahan kimia, penghantaran obat, hingga katalis untuk berbagai reaksi industri.
Penelitian ini menggunakan jenis MOF bernama TMU 17 NH yang kemudian dimodifikasi menggunakan porfirin. Porfirin merupakan molekul berbentuk cincin yang memiliki kemampuan kuat mengikat ion logam. Molekul ini sebenarnya juga ditemukan secara alami pada hemoglobin yang membawa oksigen di dalam darah manusia serta klorofil yang berperan dalam fotosintesis tumbuhan. Dengan menambahkan porfirin ke dalam struktur MOF, para peneliti berhasil menciptakan tempat yang lebih stabil bagi nanopartikel tembaga sehingga partikel tersebut tidak mudah berpindah ataupun menggumpal selama digunakan.
Proses pembentukan nanopartikel dilakukan dengan cara yang relatif sederhana. Larutan yang mengandung ion tembaga dicampurkan bersama material MOF dan ekstrak lidah buaya. Senyawa alami yang terdapat di dalam lidah buaya kemudian mereduksi ion tembaga menjadi nanopartikel berukuran sangat kecil. Pada saat yang sama, senyawa tersebut juga membantu menstabilkan nanopartikel sehingga tetap tersebar merata di permukaan material. Seluruh proses berlangsung tanpa menggunakan bahan pereduksi sintetis maupun gas hidrogen. Reaksi juga dilakukan pada tekanan atmosfer sehingga tidak memerlukan peralatan khusus yang rumit maupun konsumsi energi yang tinggi.
Setelah material berhasil dibuat, para ilmuwan menguji kemampuannya sebagai katalis pada reaksi Biginelli. Reaksi ini merupakan salah satu reaksi penting dalam kimia organik karena digunakan untuk menghasilkan senyawa dihidropirimidinon. Kelompok senyawa tersebut banyak dimanfaatkan sebagai bahan dasar pengembangan berbagai kandidat obat yang memiliki aktivitas antikanker, antivirus, antibakteri, antiradang, serta berbagai aktivitas biologis lainnya. Oleh karena itu, para ilmuwan terus berupaya mengembangkan katalis yang mampu mempercepat reaksi Biginelli dengan efisiensi yang lebih tinggi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa katalis baru yang dibuat menggunakan ekstrak lidah buaya memiliki aktivitas yang sangat baik. Menariknya, katalis ini tetap mampu bekerja secara efektif meskipun menggunakan jumlah tembaga yang lebih sedikit dibandingkan beberapa metode sebelumnya. Keberadaan porfirin membantu menjaga kestabilan nanopartikel sehingga tidak mudah terlepas dari permukaan material. Stabilitas tersebut sangat penting karena katalis yang mudah rusak akan kehilangan aktivitasnya setelah beberapa kali digunakan sehingga biaya produksi menjadi lebih tinggi.
Selain memiliki aktivitas yang tinggi, katalis ini juga dapat digunakan kembali berkali kali tanpa mengalami penurunan performa yang berarti. Kemampuan untuk digunakan berulang kali menjadi salah satu syarat penting dalam aplikasi industri karena dapat mengurangi biaya operasional sekaligus mengurangi limbah yang dihasilkan selama proses produksi. Dengan demikian, material yang dikembangkan dalam penelitian ini tidak hanya unggul dari sisi aktivitas katalitik, tetapi juga mendukung prinsip keberlanjutan.
Keunggulan lain dari penelitian ini adalah keberhasilannya menerapkan konsep kimia hijau secara nyata. Penggunaan ekstrak lidah buaya menggantikan bahan kimia sintetis yang umumnya bersifat toksik sehingga proses sintesis menjadi lebih aman bagi peneliti maupun lingkungan. Selain itu, proses berlangsung pada kondisi yang relatif ringan sehingga kebutuhan energi juga lebih rendah. Pendekatan seperti ini menjadi semakin penting karena industri kimia di seluruh dunia mulai berupaya menurunkan emisi karbon, mengurangi limbah berbahaya, dan meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya.
Penelitian ini juga memperlihatkan bahwa tanaman sederhana seperti lidah buaya dapat berperan dalam pengembangan teknologi yang sangat maju. Selama beberapa tahun terakhir, lidah buaya telah dimanfaatkan dalam berbagai penelitian untuk menghasilkan nanopartikel logam, material penyimpan energi, sistem penghantar obat, hingga biomaterial untuk penyembuhan luka. Temuan terbaru ini semakin memperluas daftar potensi tanaman tersebut dalam mendukung perkembangan nanoteknologi hijau.
Meskipun hasil penelitian ini sangat menjanjikan, penerapannya masih berada pada tahap laboratorium. Para peneliti masih perlu mengevaluasi kemampuan katalis pada berbagai jenis reaksi kimia lainnya, menguji ketahanannya dalam penggunaan jangka panjang, serta mengembangkan metode produksi yang lebih sesuai untuk kebutuhan industri. Selain itu, analisis biaya produksi dan kelayakan ekonomi juga perlu dilakukan sebelum teknologi ini dapat diterapkan secara luas.
Meski demikian, penelitian ini memberikan gambaran bahwa masa depan industri kimia tidak selalu bergantung pada bahan sintetis yang kompleks atau proses produksi yang boros energi. Alam ternyata menyediakan berbagai senyawa yang mampu membantu menghasilkan material berteknologi tinggi dengan cara yang lebih sederhana dan lebih ramah lingkungan. Lidah buaya menjadi contoh nyata bahwa tanaman yang selama ini identik dengan dunia kesehatan ternyata juga memiliki potensi besar dalam mendukung perkembangan katalis modern. Jika penelitian lanjutan berhasil membuktikan efektivitasnya pada skala industri, pendekatan ini berpotensi membantu menciptakan proses produksi bahan kimia yang lebih efisien, lebih aman, lebih berkelanjutan, serta lebih selaras dengan upaya menjaga kelestarian lingkungan.
Baca juga artikel tentang: AI yang Terlihat Pintar Tapi Bisa Keliru, Ini Penjelasan Ilmiahnya
REFERENSI:
Nanvakenary, Ghodsieh dkk. 2026. Green synthesis of Cu nanoparticles on the surface of porphyrin-functionalized metal–organic framework using Aloe vera extract (TMU-17-NH-Por@Cu) as a unique heterogeneous catalyst for Biginelli reaction. Research on Chemical Intermediates, 1-21.
