Pakar teknologi telah mengembangkan bahan alami yang lebih kuat dan bisa bersaing dengan bahan sintetis.
Polusi plastik masih menjadi musuh bersama penduduk bumi. Limbah plastik ini bahkan secara global mulai dikampanyekan untuk tidak lagi bisa leluasa beredar di bumi. Untuk mengatasi masalah ini, ilmuwan mengembabgkan biomaterial yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan yang berfungsi hampir sama dengan plastik.
Fungsi biomateril ini sebagai pelapis kemasan dan banyak aplikasi lainnya. Para peneliti memprediksi penggunaan material biomaterial ini dapat mengurangi polusi akibat penggunaan material plastik yang berlebihan selama ini.
Material baru ini benar-benar bisa didaur ulang. Yakni berupa material polielektrolit polisakarida kompleks yang terdiri dari bagian gula pulp selulosa yang hampir sama dari kayu atau kapas, dan kitosan, yang berasal dari kitin. Yakni bahan utama pada exoskeleton arthropoda dan krustasea.
Sumber utama chitin adalah cangkang sisa dari lobster, kepiting dan udang yang dikonsumsi manusia. Jeffrey Catchmark, peneliti utama dalam dalam riset ini mengatakan bahan platik laminasi ramah lingkungan ini memiliki banyak aplikasi mulai dari kertas tahan air, sampai pelapis untuk langit-langit dan dinding papan, hingga pelapis makanan untuk menjaga kesegaran. Jeffrey Catchmark sendiri merupakan profesor teknik pertanian dan biologi, College of Agricultural Sciences.
"Sifat pelapis yang tidak biasa dan berguna dari bahan ini berguna untuk pengemasan dan juga aplikasi lainnya, seperti komposit serat kayu alami yang lebih baik, baik untuk konstruksi maupun lantai," katanya.
"Dan teknologi ini berpotensi dimasukkan ke dalam makanan untuk mengurangi serapan lemak saat menggoreng dan menjaga kerenyahan. Karena lapisan dasarnya berbasis serat," tambah Catchmark. Menurut Catchamrk, ikatan yang luar biasa kokoh dan tahan lama antara karboksimetil selulosa dan kitosan adalah kuncinya.
Dua polisakarida yang sangat murah - sudah digunakan di industri makanan dan di sektor industri lainnya - memiliki muatan molekuler yang berbeda dan mengunci secara bersama yang menyediakan dasar untuk sebuah lapisan tipis yang tahan lama, pelapis, perekat dan banyak lagi. Potensi pengurangan polusi sangat besar jika lapisan laminasi ini menggantikan jutaan ton plastik berbasis minyak yang selama ini digunakan dalam kemasan makanan plastik setiap tahunnya di Amerika Serikat. Atau lebih secara global.
Dia menunjukkan bahwa produksi plastik global mendekati 300 juta ton per tahun. Dalam setahun terakhir, lebih dari 29 juta ton plastik menjadi limbah padat di A.S. dan hampir setengahnya adalah kemasan plastik. Diperkirakan bahwa 10 persen dari semua plastik yang diproduksi secara global akan menjadi puing-puing di laut dan merupakan ancaman yang signifikan untuk kesehatan ekologis dan manusia. Temuan ini dipublikasikan di Green Chemistry.
Yakni berupa karton yang dilapisi dengan biomaterial, terdiri dari partikel berserat berstrukturnano dari karboksimetil selulosa dan kitosan.Saat di pamerkan, biomaterial ini mampu menahan sifat penghalang air dan minyak. Lapisan ini juga menahan larutan toluena, heptana dan garam dan menunjukkan sifat penghalang uap dan mekanis uap air.
"Hasil ini menunjukkan bahwa bahan berbasis polisakarida polielektrolit dapat menjadi alternatif penghalang kompetitif bagi polimer sintetis untuk banyak aplikasi komersial," kata Catchmark.
Catchmark dan tim Penn State kini tengah mengajukan permohonan paten untuk teknologi laminasi ini. "Selain itu, penelitian ini menunjukkan bahwa sifat baru dan tak terduga muncul dari sistem multi-polisakarida yang terlibat dalam kompleksasi elektrostatik, yang memungkinkan aplikasi baru dengan kinerja lebih tinggi," kata Catchmark.
Sebelumnya, Catchmark sendiri mulai bereksperimen dengan biomaterial yang bisa digunakan sebagai pengganti plastik beberapa dekade lalu karena alasan terknologi yang lebih ramah lingkungan. Ia kemudian tertarik pada selulosa, komponen utama di kayu, karena merupakan bahan terbarui dan terbarukan yang terbesar di bumi.
Dia yakin bisa mengembangkan bahan alami yang lebih kuat dan meningkatkan sifatnya, sehingga bisa bersaing dengan bahan sintetis yang tidak berkelanjutan dan menghasilkan polusi - seperti low density polyethylene laminasi yang diaplikasikan pada papan kertas, styrofoam dan plastik padat. digunakan dalam cangkir dan botol.
"Tantangan untuk melakukan itu adalah Anda harus bisa melakukannya dengan cara yang bisa diproduksi, dan itu harus lebih murah dari plastik," Catchmark menjelaskan.
"Karena ketika Anda membuat perubahan pada sesuatu yang lebih hijau atau berkelanjutan, Anda benar-benar harus membayar sebuah tradisi, jadi harus lebih murah agar perusahaan benar-benar mendapatkan sesuatu darinya," tambah Catchmark.
Didanai oleh Hibah Penelitian Aplikasi untuk Inovasi dari Fakultas Ilmu Pertanian, Catchmark saat ini sedang bekerja untuk mengembangkan mitra komersialisasi di berbagai sektor industri untuk berbagai macam produk.
"Kami mencoba mengambil langkah terakhir sekarang dan memberi dampak nyata pada dunia, dan membuat orang industri berhenti menggunakan plastik dan malah menggunakan bahan alami ini," katanya. nik/berbagai sumber/E-6
