Biopolimer sebagai Topik Penelitian Alternatif di Era Pandemi COVID-19 menuju Era Normal Baru

oleh: Dr. Sun Theo Constan Lotebulo Ndruru*⁾

Era pandemi COVID-19 menuju era normal baru telah banyak mengubah tatanan kehidupan umat manusia di berbagai bidang. Pada bidang pendidikan, misalnya, belajar di rumah secara online dipilih untuk dilakukan. Demikian pula, sistem kantor menerapkan kerja bergiliran dalam rangka mewujudkan protokol kesehatan yang dianjurkan oleh Pemerintah. 

Bidang penelitian dan publikasi termasuk area yang harus dipikirkan secara serius agar tetap dapat berkontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di era pandemi COVID-19 menuju era normal baru saat ini. Topik-topik penelitian perlu mempertimbangkan efisiensi dan efektifitas waktu. Bagi universitas atau institusi yang sudah memadai, bidang sains dan teknik material, misalnya, dapat memilih metode komputasi menjadi topik penelitian mereka. Namun, bagi institusi yang tidak memadai, maka pilihan topik penelitian eksperimen masih bisa dilakukan. 

Penelitian eksperimen dapat memilih sumber penelitian yang mudah dan murah, salah satunya adalah biopolimer (polimer alam). Topik-topik riset yang dapat menjadi alternatif adalah isolasi metabolit primer, seperti kitosan dari cangkang udang, karagenan dari rumput laut dan selulosa dari tumbuhan tingkat tinggi. Selulosa merupakan biopolimer paling melimpah dan diperoleh melalui pemurnian yang relatif mudah. Demikian pula peralatan untuk memproduksinya relatif murah dan mudah diperoleh dalam kehidupan sehari-hari. 

Mahasiswa tingkat akhir (tahap penelitian) yang menekuni bidang Material seperti pada Prodi di MIPA maupun Teknik dapat mengeksplor biopolimer sebagai bahan penelitiannya, semisal isolasi selulosa dari bagian-bagian tubuh tumbuh-tumbuhan. Kerangka tubuh tumbuh-tumbuhan mengandung sebanyak 30-50% selulosa, misalnya pada kulit buah, kulit batang, batang, akar hingga daun. Sumber selulosa yang pernah diteliti antara lain kapas, kulit singkong, bagas tebu, bongkol jagung, tandan kosong kelapa sawit, kulit pisang, kulit durian, kulit buah kakao hingga limbah kertas. Selulosa dimanfaatkan dalam bentuk kayu untuk perabotan rumah tangga, papan untuk konstruksi rumah dan kertas melalui proses pulping pada industri kertas. 

Selulosa sebagai serbuk putih yang bersumber dari kulit buah kakao (Dokumentasi pribadi)

Selulosa juga banyak dimanfaatkan sebagai bahan utama pembuatan film plastik (membran, kemasan) maupun sebagai bahan pengisi yang dipastikan ramah lingkungan. Selain biaya produksi yang murah karena sangat melimpah (diproduksi sebanyak 1,5 x 1012 ton per tahun), selulosa juga memiliki karakteristik mudah dimodifikasi dengan kestabilan mekanik dan panas yang lebih baik dibandingkan dengan polimer sintetik lainnya seperti polietilena (PE), polipropilena (PP) dan lain-lain. 

Produksi selulosa terdiri dari beberapa tahap antara lain penyiapan sampel, delignifikasi dan pemutihan. Penyiapan sampel dimulai dengan pengeringan dan penggilingan sampel, kemudian dilanjutkan dengan perendaman dalam larutan NaOH. NaOH dapat dengan mudah diperoleh di toko-toko bahan Kimia. Delignifikasi selulosa hanya membutuhkan pemanasan dengan optimasi waktu maupun suhu. Demikian pula agen pemutihnya dapat menggunakan natrium klorit yang terkandung pada agen-agen pemutih komersial seperti bayclin (±5%). 

Cara mudah mendeteksi selulosa dilakukan secara visual melalui perubahan warnanya dari bentuk slurry (bentuk bubur) gelap menjadi putih cerah. Penyaringan selanjutnya dilakukan secara manual dan pengeringannya dapat dilakukan di sinar matahari langsung. Namun, untuk karakterisasi (infra merah, kristalinitas dan termal) dapat memanfaatkan bantuan rekan atau pengiriman langsung pada institusi pengujian seperti LIPI maupun universitas karena tidak tersedia pada layanan-layanan umum biasa. 

Pembahasan hasil pengujian dilakukan dengan membandingkannya terhadap hasil pengujian yang pernah dilakukan pada penelitian-penelitian terdahulu. Untuk kasus produksi selulosa sudah sangat melimpah, sehingga pembahasannya dapat dengan mudah dilakukan. Masalah kebaharuan, tentunya dapat dengan mudah diutarakan terutama sumber selulosanya berasal dari bagian tumbuhan mana dan dari daerah mana ia berasal, sudah merupakan aspek kebaharuan. Kebaharuan juga dapat ditilik dari sisi rendemen-nya yang lebih besar dibandingkan penelitian sebelumnya. Demikian pula penggunaan peralatan yang sederhana dan teknik sederhana dapat diusulkan menjadi isu kebaharuan.

Berdasarkan ulasan di atas, dapat disimpulkan bahwa era pandemi menuju era normal baru tidak menghalangi pencapaian tujuan penelitian melalui biopolimer sebagai bahan penelitian khususnya yang berkaitan dengan bidang-bidang penelitian Kimia Material, Fisika Material maupun Teknik Material. Pemilihan topik biopolimer ini terbatas hanya pada tujuan tugas akhir (skripsi dan tesis) tetapi dapat dikembangkan pada tujuan penelitian dalam pengembangan iptek. 

*)Penulis adalah Alumni Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung dan Staf pada Dinas Pendidikan Provinsi Sumatera Utara