ANALISIS RESPON MEKANIK HIDROGEL P VA-SERISIN MENGGUNAKAN ELEMEN SHELL 3 D DAN MODEL MATERIAL HYPERFOAM TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh MUHAMMAD RIDLO NIM: 23722301 (Program Studi Magister Ilmu dan Teknik Material) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2025 i ABSTRAK ANALISIS RESPON MEKANIK HIDROGEL PVA-SERISIN MENGGUNAKAN ELEMEN SHELL 3D DAN MODEL MATERIAL HYPERFOAM Oleh Muhammad Ridlo NIM: 23001 (Program Studi Magister Ilmu dan Teknik Material) Diabetic foot ulcer (DFU) merupakan komplikasi serius pada pasien diabetes, dengan sekitar 25% pasien berisiko mengalami kerusakan jaringan lunak pada kaki. Pengobatan DFU menjadi tantangan karena luka yang sulit sembuh bahkan berisiko amputasi. Salah satu metode penyembuhan DFU adalah dengan menggunakan pembalut luka berupa hidrogel. Dalam aplikasinya, hidrogel dapat mengalami berbagai pembebanan mekanik yang memengaruhi kinerja dan efektivitasnya. Oleh karena itu, pemahaman mengenai respons mekanik hidrogel menjadi penting untuk memastikan ketahanan dan fungsionalitas hidrogel dalam penggunaan. Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan dan memprediksi perilaku mekanik hidrogel berbasis sericin dan poli(vinil alkohol) (PVA) menggunakan pendekatan Metode Elemen Hingga (MEH). Model 3D dikembangkan dengan menggunakan Representative Volume Element (RVE) kubus dengan rusuk 680 µm. Struktur polikristal diperoleh menggunakan Neper berdasarkan parameter ukuran dan bentuk pori, kemudian dikonversi menjadi bentuk kubus dengan Mosaic dan diubah menjadi elemen shell menggunakan Abaqus. Simulasi dilakukan di Abaqus dengan model material Hyperfoam, di mana kondisi batas tetap diterapkan pada alas kubus dan perpindahan sebesar 10% diterapkan pada bagian atas kubus. Hasil simulasi divalidasi dengan data uji tekan eksperimental. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model 3D hidrogel mampu merepresentasikan perilaku mekanik dengan akurat, terutama dibandingkan dengan model 2D. Tegangan Von Mises rata-rata yang diperoleh sebesar 0,007 MPa, mendekati nilai eksperimen sebesar 0,005 MPa. Studi parametrik menunjukkan bahwa porositas, yang dikontrol melalui ketebalan shell, memengaruhi kekakuan hidrogel, di mana penurunan porositas meningkatkan kekakuan material. Selain itu, model Hyperfoam terbukti efektif dalam memodelkan hidrogel dengan porositas tinggi. Kata kunci: Diabetic foot ulcer, Hidrogel, Metode Elemen Hingga, Sericin, Poli(vinil alkohol), Model 3D, Hyperfoam. ii ABSTRACT ANALYSIS OF THE MECHANICAL RESPONSE OF PVA - SERICIN HYDROGEL USING 3D SHELL ELEMENTS AND HYPERFOAM MATERIAL MODEL By Muhammad Ridlo NIM: 23722301 (Master’s Program in Materials Science and Engineering) Diabetic foot ulcer (DFU) is a serious complication in diabetic patients, with approximately 25% of patients at risk of soft tissue damage in the foot. The treatment of DFU poses significant challenges due to the difficulty in wound healing and the potential risk of amputation. One promising method for DFU treatment involves the use of hydrogel-based wound dressings. In practical applications, hydrogels are subjected to various mechanical loadings that may affect their performance and effectiveness. Therefore, understanding the mechanical response of hydrogels is crucial to ensure their durability and functionality in real-world conditions.