Lidah buaya selama ini identik dengan dunia kesehatan dan kecantikan. Banyak orang memanfaatkan gel tanaman ini untuk membantu meredakan iritasi kulit, mempercepat penyembuhan luka ringan, hingga merawat rambut. Namun, para ilmuwan kini menemukan bahwa manfaat lidah buaya ternyata tidak berhenti pada bidang kesehatan. Tanaman yang tumbuh subur di daerah tropis ini juga mampu membantu pembuatan nanomaterial canggih yang dapat digunakan pada perangkat elektronik dan penyimpanan energi. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa ekstrak lidah buaya dapat berperan sebagai bahan alami dalam proses sintesis nanopartikel cerium oksida yang diberi tambahan unsur europium. Hasilnya bukan hanya menghasilkan metode yang lebih ramah lingkungan, tetapi juga menciptakan material yang mampu memancarkan cahaya merah lebih terang sekaligus memiliki kemampuan menyimpan energi listrik yang lebih baik.
Penelitian tersebut dipublikasikan pada tahun 2026 dalam jurnal Materials Science and Engineering B. Para peneliti mengembangkan nanopartikel cerium oksida yang mengandung ion europium menggunakan metode sintesis hijau berbantuan ekstrak lidah buaya. Mereka kemudian mempelajari struktur kristal, ukuran partikel, sifat optik, serta kemampuan elektrokimia material tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanopartikel yang dihasilkan memiliki performa yang menjanjikan untuk aplikasi fotonik dan superkapasitor, dua bidang teknologi yang semakin berkembang pada era modern.
Baca juga artikel tentang: Merkurius: Planet Di Tata Surya yang Seharusnya Tidak Ada
Selama beberapa dekade terakhir, nanoteknologi berkembang sangat pesat karena mampu menghasilkan material dengan sifat yang jauh berbeda dibandingkan material berukuran biasa. Ketika ukuran suatu material diperkecil hingga skala nanometer, luas permukaannya meningkat drastis sehingga sifat fisik, kimia, optik, maupun listriknya dapat berubah. Perubahan inilah yang dimanfaatkan para ilmuwan untuk menciptakan sensor yang lebih sensitif, baterai yang lebih efisien, perangkat elektronik yang lebih kecil, hingga material yang mampu memancarkan cahaya dengan intensitas tinggi.
Sayangnya, proses pembuatan nanopartikel sering kali membutuhkan bahan kimia sintetis yang bersifat korosif atau menghasilkan limbah yang kurang ramah terhadap lingkungan. Kondisi tersebut mendorong berkembangnya konsep sintesis hijau. Pendekatan ini memanfaatkan senyawa alami dari tumbuhan sebagai pengganti sebagian bahan kimia sehingga proses pembentukan nanopartikel menjadi lebih aman dan lebih berkelanjutan.
Lidah buaya menjadi salah satu tanaman yang menarik untuk tujuan tersebut. Gel lidah buaya mengandung berbagai senyawa alami seperti polisakarida, flavonoid, senyawa fenolik, vitamin, dan berbagai molekul organik lainnya. Senyawa senyawa tersebut mampu membantu pembentukan nanopartikel sekaligus mengendalikan ukuran dan struktur material yang dihasilkan. Dengan demikian, lidah buaya tidak hanya berfungsi sebagai bahan tambahan, tetapi juga berperan penting dalam proses sintesis material berteknologi tinggi.
Material utama yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah cerium oksida atau CeO₂. Material ini telah lama menarik perhatian para ilmuwan karena memiliki sifat yang sangat unik. Cerium oksida mampu berperan sebagai katalis, menyerap cahaya, menghantarkan ion oksigen, serta memiliki stabilitas kimia yang sangat baik. Berbagai penelitian telah memanfaatkan material ini untuk sensor gas, fotokatalis, sel bahan bakar, pelapis pelindung, hingga perangkat penyimpanan energi.
Namun, para peneliti ingin meningkatkan lagi kemampuan material tersebut. Mereka menambahkan unsur europium ke dalam struktur cerium oksida melalui proses yang dikenal sebagai doping. Dalam ilmu material, doping merupakan teknik memasukkan sejumlah kecil atom lain ke dalam suatu material untuk mengubah sifat elektronik maupun optiknya. Penambahan europium diharapkan mampu meningkatkan kemampuan material dalam memancarkan cahaya sekaligus memperbaiki performa elektrokimianya.
Para peneliti membuat beberapa variasi kadar europium mulai dari satu hingga sebelas persen mol. Setelah proses sintesis selesai, mereka menggunakan berbagai teknik karakterisasi untuk memastikan bahwa nanopartikel berhasil terbentuk dengan struktur yang diinginkan.
Hasil analisis menunjukkan bahwa seluruh sampel membentuk struktur kristal kubik yang stabil. Menariknya, ukuran kristal semakin mengecil ketika kadar europium meningkat. Ukuran kristal turun dari sekitar 23,5 nanometer menjadi sekitar 14,3 nanometer. Ukuran yang lebih kecil memberikan luas permukaan yang lebih besar sehingga memungkinkan material berinteraksi lebih efektif dengan lingkungan sekitarnya. Karakteristik ini sangat menguntungkan dalam berbagai aplikasi nanoteknologi.
Penambahan europium juga mengubah sifat elektronik material. Para peneliti menemukan bahwa nilai celah pita energi atau band gap sedikit menurun dari sekitar 3,06 elektron volt menjadi sekitar 3,00 elektron volt. Walaupun perubahannya tampak kecil, perubahan tersebut sangat penting karena menentukan bagaimana elektron bergerak di dalam material. Material dengan band gap yang lebih sesuai akan lebih mudah menyerap energi dan menunjukkan performa yang lebih baik pada berbagai aplikasi elektronik maupun optik.
Salah satu hasil paling menarik dari penelitian ini adalah peningkatan kemampuan material dalam memancarkan cahaya merah. Ketika disinari dengan sumber cahaya tertentu, ion europium menghasilkan emisi merah dengan panjang gelombang sekitar 618 nanometer. Cahaya merah tersebut berasal dari transisi energi elektron di dalam ion europium.
Intensitas cahaya paling tinggi diperoleh ketika kadar europium mencapai sekitar lima persen mol. Setelah kadar europium ditingkatkan lebih jauh, intensitas cahaya justru mulai menurun. Fenomena ini dikenal sebagai concentration quenching, yaitu kondisi ketika jumlah ion pemancar cahaya terlalu banyak sehingga energi yang seharusnya dipancarkan sebagai cahaya malah hilang melalui interaksi antarsesama ion. Temuan tersebut menunjukkan bahwa jumlah unsur tambahan harus diatur secara tepat agar performa material tetap optimal.
Kemampuan menghasilkan cahaya merah yang kuat memiliki banyak manfaat dalam kehidupan modern. Material seperti ini digunakan pada lampu hemat energi, layar televisi, monitor komputer, panel tampilan elektronik, sensor optik, perangkat komunikasi berbasis cahaya, hingga sistem keamanan yang memanfaatkan material berpendar. Semakin efisien material memancarkan cahaya, semakin sedikit energi yang dibutuhkan oleh perangkat tersebut.
Selain menghasilkan cahaya, nanopartikel ini juga menunjukkan kemampuan yang sangat baik sebagai bahan penyimpan energi. Para peneliti menguji material tersebut sebagai elektroda superkapasitor. Berbeda dengan baterai yang menyimpan energi melalui reaksi kimia yang berlangsung relatif lambat, superkapasitor mampu mengisi dan melepaskan energi dalam waktu sangat singkat. Teknologi ini sangat penting untuk kendaraan listrik, sistem penyimpanan energi terbarukan, perangkat elektronik portabel, hingga sistem cadangan listrik.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa kemampuan penyimpanan muatan meningkat seiring bertambahnya kadar europium. Sampel dengan kadar sebelas persen mol memiliki kapasitansi spesifik sekitar 128 farad per gram, lebih tinggi dibandingkan sampel dengan kadar europium yang lebih rendah. Nilai tersebut menunjukkan bahwa material mampu menyimpan lebih banyak muatan listrik sehingga lebih efisien sebagai elektroda superkapasitor.
Keunggulan lain yang tidak kalah penting adalah stabilitas material. Setelah menjalani lima ribu kali proses pengisian dan pengosongan, elektroda masih mampu mempertahankan sekitar delapan puluh delapan persen kapasitas awalnya. Efisiensi pengisian muatannya juga mendekati seratus persen. Hasil ini menunjukkan bahwa material memiliki daya tahan yang sangat baik sehingga berpotensi digunakan dalam perangkat yang membutuhkan siklus pengisian berulang selama bertahun tahun.
Para peneliti menjelaskan bahwa peningkatan performa tersebut berasal dari terbentuknya lebih banyak cacat struktur dan kekosongan oksigen di dalam kristal cerium oksida. Dalam dunia material, cacat struktur tertentu justru memberikan keuntungan karena dapat mempercepat perpindahan elektron dan ion. Akibatnya, kemampuan material dalam memancarkan cahaya maupun menyimpan energi menjadi lebih baik.
Penelitian ini juga memperlihatkan bahwa pendekatan ramah lingkungan tidak selalu menghasilkan performa yang lebih rendah. Sebaliknya, penggunaan ekstrak lidah buaya justru membantu menghasilkan nanopartikel dengan sifat optik dan elektrokimia yang sangat kompetitif. Hal ini membuka peluang untuk mengembangkan proses produksi nanomaterial yang lebih aman bagi lingkungan tanpa mengorbankan kualitas material yang dihasilkan.
Meskipun hasil penelitian ini sangat menjanjikan, seluruh pengujian masih dilakukan pada tingkat laboratorium. Para ilmuwan belum mengembangkan perangkat komersial yang menggunakan material tersebut. Penelitian lanjutan masih diperlukan untuk menguji proses produksi dalam skala industri, biaya manufaktur, stabilitas jangka panjang, serta performanya ketika digunakan pada perangkat elektronik yang sebenarnya.
Penelitian ini menunjukkan bahwa lidah buaya memiliki potensi yang jauh lebih luas daripada sekadar tanaman obat. Melalui pendekatan sintesis hijau, tanaman sederhana ini mampu membantu menghasilkan nanopartikel multifungsi yang dapat memancarkan cahaya merah dengan efisiensi tinggi sekaligus menyimpan energi listrik secara efektif. Jika penelitian lanjutan berhasil membawa teknologi ini menuju tahap komersial, lidah buaya mungkin akan menjadi salah satu bahan alami yang berkontribusi pada perkembangan elektronik ramah lingkungan, teknologi pencahayaan modern, dan sistem penyimpanan energi masa depan.
Baca juga artikel tentang: AI yang Terlihat Pintar Tapi Bisa Keliru, Ini Penjelasan Ilmiahnya
REFERENSI:
Munirathnam, R dkk. 2026. Aloe vera-mediated synthesis of Eu3+-doped CeO2 nanoparticles with enhanced red emission and supercapacitor performance. Materials Science and Engineering: B 324, 119037.
