Perpustakaan Digital ITB

Selulosa bakterial (BC) merupakan biomaterial dengan sifat fisikokimia yang unik, ditandai dengan struktur retikulasi ultra halus, kristalinitas tinggi, kekuatan tarik tinggi, hidrofilisitas tinggi, dan biokompatibilitas, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi mulai dari produksi makanan dan obat-obatan hingga lapisan dan membran penghantar proton untuk sel bahan bakar. Karakterisasi mekanik BC akan memberikan wawasan berharga tentang perilaku material saat diberi beban, memungkinkan perbaikan desain, optimasi, dan modifikasi struktural; serta menjadi masukan untuk simulasi numerik. Atomic Force Microscopy (AFM) adalah metode untuk mengukur sifat mekanik seperti modulus elastis biomaterial secara lokal dengan resolusi tinggi dan rentang yang luas, selain bersifat non-destruktif. Proses ini melibatkan indentasi sampel secara lokal menggunakan probe mikroskopik yang terpasang pada ujung cantilever, menghitung gaya yang diberikan pada probe dan kedalaman indentasi, dan menggunakan model mekanika kontak untuk mendapatkan modulus elastis. Setup eksperimental AFM yang fungsional telah dirakit di Laboratorium Nano Engineering ITB. Namun, diamati bahwa setup ini rentan terhadap ketidakakuratan, menghasilkan hasil yang berbeda beberapa orde lebih besar dibandingkan dengan nilai literatur yang ada. Sumber masalah ini telah diidentifikasi, dan peningkatan pada setup AFM dilakukan untuk meningkatkan akurasi dan keandalan hasil pengukuran sebagai bagian dari penelitian ini. Hal ini melibatkan perancangan ulang setup eksperimental, dengan memasukkan komponen seperti stage termotorisasi beresolusi tinggi, laser helium-neon, dan stage linear yang dapat disesuaikan. Prosedur eksperimental juga dirumuskan dengan lebih rinci untuk meningkatkan tingkat pengulangan dan reproduktibilitas. Penurunan model mekanika kontak yang relevan untuk kontak adhesif juga dilakukan untuk pemrosesan data. Alat kemudian dirakit dan berhasil digunakan untuk mengukur modulus elastisitas sampel BC. Hasil menunjukkan bahwa modifikasi yang dilakukan berhasil meningkatkan akurasi dan keandalan alat AFM, prosedur eksperimen, dan metode pengolahan data, sebab parameter gaya yang bekerja pada probe AFM, kedalaman indentasi, dan modulus elastisitas berada dalam rentang yang diharapkan.