Bioplastik

Dari Biopaste hingga Bioplastik

Scott Bauer / Public domain

Biopaste kental yang mudah diproses, cepat mengeras, dan cocok untuk membuat struktur kompleks melalui pencetakan 3D itulah yang dikembangkan oleh tim peneliti yang diketuai oleh Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie dari Chair of Forest Biomaterials di University of Freiburg. Material sintetis biodegradable berbasis kayu ini dapat digunakan dalam konstruksi ringan.

Lignin memperkuat dinding sel tanaman dan membuatnya menjadi berkayu (lignify) – mekanisme ini membantu tanaman melindungi diri dari angin atau hama. Ini adalah produk limbah dari pembuatan kertas dan sebagian lainnya digunakan untuk menghasilkan bioenergi. “Inilah mengapa kami meneliti alternatif lain untuk memanfaatkan bahan mentah tersebut lebih baik di masa depan, “ ucap Laborie. Tim mulai melihat kembali kombinasi bahan yang sudah diteliti pada 1980-an oleh peneliti Amerika. Sistemnya, kristal cair terbuat dari selulosa, komponen utama dinding sel tumbuhan, untuk memastikan kekuatan dan sifat aliran yang baik dari biopaste. Komponen lainnya, lignin, dapat ‘menyatukan’ mikrostruktur dalam proses pembuatan biosintetik, seperti yang ditemukan Robert Gleuwitz dalam tesis doktoralnya. Alurnya dapat menentukan karakteristik biosintetik: misalnya mampu merespons lebih kaku atau lebih fleksibel, tergantung dari arah datangnya gaya.

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm-en/press-releases-2020/copy_of_Umwelt_Forst_Biopaste_LisaEbers.JPG
Biopaste yang digunakan untuk mencetak silinder ini terdiri dari 50 persen lignin dan 50 persen selulosa.
© Lisa Ebers

Penelitian selanjutnya diperlukan agar bisa diproduksi oleh industri, misalnya sebagai komposit dalam konstruksi ringan. Saat ini tim masih menggunakan lignin murni yang diproduksi di biorefinery percontohan di Fraunhofer Center for Chemical-Biotechnological Processes (CBP) di Leuna – untuk mengetahui apakah produk limbah dari industri kertas juga dapat langsung diolah masih harus diteliti. Seperti yang ditunjukkan Lisa Ebers dalam tesis doktoralnya, karakteristik biosintetik juga dapat bervariasi dalam banyak hal, misalnya dengan proses kimiawi atau memvariasikan komponen: Percobaan saat ini masih menggunakan lignin dari pohon beech – jika lignin berasal dari tanaman lain ia akan memiliki karakteristik material yang sedikit berbeda seperti kristal cair yang berbeda, meskipun sama-sama berasal dari selulosa. Rasio kuantitas optimal juga berbeda bergantung pada aplikasinya. Selain itu, para peneliti akan segera menguji kemungkinan penggunaan berbeda lainnya: kualitas tanah dapat dianalisis dengan bantuan bahan berbasis nabati. Yaitu dengan mempelajari penguraian lignin dan selulosa di berbagai jenis tanah.

Jurnal Referensi:

Gleuwitz, F.R./ Sivasankarapillai, G./ Siqueira, G./Friedrich, C./ Laborie, M.-P. G. (2020): Lignin in Bio-Based Liquid Crystalline Network Material with Potential for Direct Ink Writing. In: Applied Bio Materials.
https://doi.org/10.1021/acsabm.0c00661

Gleuwitz, F.R./ Sivasankarapillai, G./Chen, Y./Friedrich, C./ Laborie, M.-P. G. (2020): Lignin-Assisted Stabilization of an Oriented Liquid Crystalline Cellulosic Mesophase, Part B: Toward the Molecular Origin and Mechanism. In: Biomacromolecules 21/6, p. 2276−2284.
https://dx.doi.org/10.1021/acs.biomac.0c00220

Gleuwitz, F.R./Friedrich, C./Laborie, M.-P. G. (2020): Lignin-Assisted Stabilization of an Oriented Liquid Crystalline Cellulosic Mesophase, Part A: Observation of Microstructural and Mechanical Behavior. In: Biomacromolecules 21/3, p. 1069−1077.
https://dx.doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01352

Tautan ke artikel asli: From biopaste to bioplastic / University of Freiburg

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.