NANOCELLULOSE
Nanoselulosa adalah bagian material
dari selulosa yang telah dihancurkan sehingga berukuran nano (sepersejuta
meter). Beberapa jenis dari nanoselulosa, yaitu cellulose nanocrystal (NCC/CNC),
cellulose nanofibers (CNF), dan bacterial nanocellulose (selulosa
yang dihasilkan oleh bakteri). Diameter ukuran dari nanoselulosa biasanya
antara 5-20 nanometer dan panjang nanoselulosa sekitar 100-200 nanometer.
Nanoselulosa biasanya didapatkan dari proses mekanik dan hidrolisis asam kuat
pada struktur selulosa. Nanoselulosa juga dapat diperoleh dari bakteri, algae,
jamur, dan hewan perairan (tunicates).
Nanoselulosa memiliki keunggulan daripada selulosa
konvensional, kekuatan mekanik yang tinggi, stabilitas dimensi yang baik, dan
kemampuan untuk membentuk filem tipis yang transparan. Penggunaan nanoselulosa
pada kertas dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanik kertas, seperti kekuatan
tarik, kekakuan, dan daya serap air. Selain itu, nanoselulosa juga dapat
memberikan peningkatan dalam ketahanan kertas terhadap cahaya, panas, dan bahan
kimia.
Untuk memperoleh nanoselulosa dapat dilakukan dengan
langkah berikut :
-
Ekstraksi Selulosa
Proses
dimulai dengan ekstraksi selulosa dari sumbernya. Metode umum dalam ekstraksi
selulosa, yaitu pulping kimia, pulping mekanis, atau kombinasi keduanya.
-
Pemecahan Selulosa
Selulosa
selanjutnya dipecah menjadi ukuran nano dengan beberapa metode, termasuk metode
mekanis, hidrolisis asam, atau hidrolisis enzimatik.
-
Pemurnian Nanoselulosa
Setelah
dipecah menjadi ukuran nano, langkah selanjutnya adalah menghilangkan
kontaminan yang masih ada, seperti lignin, hemiselulosa, dan zat ekstraktif
lainnya. Metode pemurnian termasuk filtrasi, sentrifugasi, atau pengendapan.
-
Dispersi
Teknik
ini bertujuan agar dihasilkan suspensi nanoselulosa yang stabil. Dispersi dapat
dilakukan dengan teknik pengadukan, ultrasonikasi, atau penggunaan surfaktan.
-
Karakterisasi
Langkah
terakhir yaitu penggolongan nanoselulosa sesuai sifat dan ukuran partikel
nanonselulosa.
Dalam
praktiknya, terjadi beberapa perbedaan untuk mengolah nanoselulosa.
Nanoselulosa biasanya dilakukan tahap “Pre-Treatment” agar mengisolasi
nanoselulosa dan didapatkan hasil yang maksimal.
Aplikasi nanoselulosa pada pabrik kertas sangatlah luas,
bahkan industri kertas salah satu pengguna nanoselulosa terbesar. Nanoselulosa
sering digunakan pada produksi kertas, seperti agen penguat, retention aid,
printing aid, binder coating, dan barrier agent yang mengontrol transmisi
oxygen dan air pada kertas. Nanoselulosa juga digunakan untuk menggantikan
anorganik filler sehingga didapatkan lembaran kertas yang lebih kuat. Beberapa
studi juga membuktikan bahwa nanoselulosa bisa meningkatkan kekuatan mekanikal
dan durabilitas dari kertas, lalu meningkatkan draining efficiency
sebesar 56% dengan komparisasi draining aid konvensional.
Penggunaan nanoselulosa pada industri kertas diharapkan
menciptakan industri kertas yang ramah terhadap lingkungan serta mengurangi
limbah yang dihasilkan industri kertas, dan juga menghasilkan bahan baku yang
terbaharukan.
SUMBER :
Dhali,
K., Ghasemlou, M., Daver, F., Cass, P., & Adhikari, B. (2021). A review of
nanocellulose as a new material towards environmental sustainability. Science
of the Total Environment, 775, 145871.
Eichhorn,
Stephen J., and Xiubo Zhao. "Nanocelluloses: From Nature to High
Performance Tailored Materials." Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2018.
Habibi,
Youssef. "Key advances in the chemical modification of
nanocelluloses." Chemical Society Reviews 43, no. 5 (2014): 1519-1542.
Klemm,
Dieter, Frank Kramer, Stefan Moritz, Thomas Lindström, Michael Ankerfors,
Danick Tapio, Andrea D. Tran, and Anja Wittstock. "Nanocelluloses: a new
family of nature-based materials." Angewandte Chemie International Edition
50, no. 24 (2011): 5438-5466.
Omran,
A. A. B., Mohammed, A. A., Sapuan, S. M., Ilyas, R. A., Asyraf, M. R. M.,
Rahimian Koloor, S. S., & Petrů, M. (2021). Micro-and nanocellulose in
polymer composite materials: A review. Polymers, 13(2),
231.
0 comments:
Posting Komentar