Perpustakaan Digital ITB

Serat nano memiliki aplikasi yang luas di antaranya penyaringan udara, penghantar obat dan filtrasi cairan. Metode yang paling populer dalam pembuatan serat nano adalah electrospinning karena kemudahannya dan tingkat kontrol yang tinggi terhadap serat yang dibentuk. Berbagai macam polimer alami dan sintetik telah berhasil di-electrospin dan berhasil menarik perhatian yang besar karena sifatnya yang dapat dikontrol dan memiliki aplikasi yang potensial pada berbagai bidang contohnya adalah penyangga jaringan, penghantaran obat, pembalut luka, baterai, dan pakaian pelindung. Beberapa contoh polimer alami yang digunakan untuk membuat serat secara electrospin antara lain kolagen, gelatin, kitosan, selulosa asetat, asam hialuronat dan levan. Levan merupakan polimer alami yang memiliki berbagai macam potensi aplikasi, meskipun begitu studi mengenai pembuatan serat levan masih minim. Oleh karena itu, pada penelitian ini dipelajari pengaruh levan terhadap sifat mekanik dan morfologi serat campuran PVA dan levan. PVA dipilih karena memiliki gugus fungsi yang sama dengan levan dan sering dijadikan templat pembentuk serat untuk biopolimer yang susah membentuk serat seperti levan. Sifat morfologi dan mekanik difokuskan pada penelitian ini karena kedua sifat tersebut merupakan sifat yang selalu dipelajari pada pembuatan serat terlepas dari tujuan pengaplikasiannya. Levan yang digunakan diproduksi dengan bantuan enzim levansukrase lsbl-bk1. Enzim tersebut merupakan enzim rekombinan yang diekspresikan oleh Eschericia coli BL21 (DE3)pLysS yang mengandung plasmid pET-lsbl-bk1. Levan hasil produksi dimurnikan dengan teknik dialisis selama 3 hari hingga asam nukleat dan protein tidak terdeteksi dibawah nanodrop. levan yang diperoleh juga diverifikasi dengan membandingkan spektra FTIR levan hasil produksi dengan levan standar. Serapan levan standar pada bilangan gelombang 3440 cm-1, 2931 cm-1 dan 1643 cm-1 yang secara berturut-turut menunjukkan ikatan O-H, C-H dan C=O dapat ditemukan juga pada levan hasil produksi. Serapan pada daerah sidik jari juga menunjukkan profil spektra yang serupa antara levan standar dan hasil produksi. Pembuatan serat PVA-levan dilakukan dengan metode electrospin menggunakan kondisi electrospin berupa konsentrasi PVA sebesar 15%, tegangan 24 kV, laju alir 1 mL/jam dan jarak lintasan 15 cm serta kecepatan putar drum pengumpul sebesar 8 Hz. Pada penelitian ini ditemukan bahwa kelembapan sangat berpengaruh terhadap terbentuknya serat. Serat dapat terbentuk halus pada kelembapan 69-55%. Serat hasil sintesis diikat silang untuk meningkatkan stabilitasnya di lingkungan berarir. Metode pengikatan silang secara fisik yakni dengan pemanasan pada suhu 150°C selama 5 jam dipilih karena dilaporkan memiliki stabilitas yang lebih baik dibandingkan pengikatan silang secara kimiawi. Serat hasil ikat silang dilihat morfologinya menggunakan SEM dan diketahui bahwa serat memiliki morfologi yang halus dan bebas dari struktur manik. Diameter serat PVA hasil ikat silang sebesar 319,72±3,06 nm dan serat dengan konsentrasi levan 1, 3 dan 5% secara berturut-turut memiliki diameter sebesar 194,05±10,26 nm, 329,75±7,60 nm, dan 342,97±6,86 nm. Semakin tinggi konsentrasi levan menyebabkan diameter serat semakin besar. Semakin tinggi konsentrasi levan juga mengakibatkan sifat mekanik serat semakin menurun ketika diuji tarik. Serat yang diperoleh memiliki nilai modulus elastisitas sebesar 25,02±3,05 MPa, kuat luluh sebesar 0,85±0,46 MPa dan kuat tarik sebesar 4,01±0,86 MPa untuk PVA. Serat dengan penambahan levan 1% memiliki nilai modulus elastisitas sebesar 16,44±0,77 MPa, kuat luluh sebesar 2,00±0,38 MPa dan kuat tarik sebesar 4,86±0,45 MPa. Serat dengan penambahan levan 3% memiliki nilai modulus elastisitas sebesar 12,68±1,36 MPa, kuat luluh sebesar 1,54±0,04 MPa dan kuat tarik sebesar 3,63±0,15 MPa. Terakhir, serat dengan penambahan levan 5% memiliki nilai modulus elastisitas sebesar 11,9±1,28 MPa, kuat luluh sebesar 0,43±0,16 MPa dan kuat tarik sebesar 2,05±0,38 MPa.