Sintesis Hidrotermal Nanopartikel Seng Oksida Dan Aplikasinya Sebagai Pengisi Nanokomposit Berbasis Pati Tapioka

Abstract

Nanopartikel seng oksida (NP-ZnO) telah menarik perhatian yang cukup besar dalam bidang kemasan pangan karena mampu meningkatkan sifat fungsional film kemasan, termasuk karakteristik fisik dan mekanik. Peningkatan tersebut sangat penting dalam pengembangan kemasan biodegradable karena polimer alam memiliki karakteristik barrier dan sifat mekanik yang lemah sehingga aplikasinya sebagai kemasan pangan menjadi terbatas. Inkorporasi nanopartikel telah diketahui dapat digunakan sebagai teknik yang sangat baik untuk mengatasi kelemahan film berbasis bahan alam dan meningkatkan karakteristiknya. Sintesis nanopartikel menggunakan metode hidrotermal memberikan beberapa keuntungan yaitu menggunakan peralatan sederhana, prosedur satu tahap, dapat digunakan untuk berbagai bahan kimia, kebutuhan energi yang lebih rendah, waktu reaksi cepat, hasil partikel dengan ukuran sub-mikron hingga nano, partikel dengan kemurnian tinggi, homogenitas yang baik dan distribusi ukuran partikel yang sempit. Meskipun memiliki banyak keunggulan, belum ada laporan dalam penelitian kemasan pangan yang memanfaatkan NP-ZnO hasil sintesis hidrotermal untuk memperkuat karakteristik film kemasan. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mensintesis nanopartikel NP-ZnO dengan metode hidrotermal yang relatif sederhana dan untuk mengevaluasi sifat fisik dan mekanik dari film nanokomposit berbasis pati tapioka yang diinkorporasikan dengan NP-ZnO hasil sintesis hidrotermal tersebut. NP-ZnO dibuat dengan metode hidrotermal pada suhu rendah (80°C) selama 2 jam menggunakan bahan awal seng nitrat dan natrium hidroksida serta pektin sebagai capping agent. NP-ZnO hasil sintesis hidrotermal (0, 0.5% dan 1%, b/b terhadap pati tapioka) dimasukkan ke dalam film pati tapioka dengan gliserol sebagai pemlastis (0, 20%, b/b terhadap pati tapioka). Berdasarkan analisis ukuran partikel (Particle Size Analyzer, PSA), ukuran rata-rata NP-ZnO hasil sintesis hidrotermal sebanding dengan nanopartikel komersial. Inkorporasi NP-ZnO hasil sintesis hidrotermal tersebut ke dalam film pati tapioka dapat secara signifikan mengurangi kapasitas penyerapan air dan laju transmisi uap air serta meningkatkan nilai kuat tarik dan elongasi dari film komposit. Hasil tersebut membuktikan bahwa NP-ZnO yang disintesis dengan metode hidrotermal memiliki potensi untuk digunakan sebagai pengisi nano (nanofiller) untuk memperbaiki sifat fisik dan mekanik film polimer berbasis bahan alam.