Bionanodetergen aktif dengan komponen utama chitosan nanoparticle berbasis minyak pelumas (lubricant oil) dari tropical marine microalgae untuk mesin robot industri modern

Abstract

Peradaban manusia masa depan banyak ditandai dengan teknologi baru yang dapat membantu mengurangi gerak mekanik manusia, seperti smart and intellegent technology, robotik dan bionik. Kecanggihan robot terletak pada sistem kontrol dan sensor yang membuat pergerakan menjadi fleksibel, namun pergerakan yang kompleks ternyata dapat menurunkan kinerja robot. Upaya yang dikembangkan meliputi penggunaan pelumas, lapisan poliamida, dan nano-additives sebagai antioksidan, detergen, dispersan, tekanan tinggi (EP), dan anti-aus (AW). Mikroalga memiliki kandungan lemak/minyak yang tinggi (sekitar 20%-50%), adapun aditif pelumas umumnya menggunakan sulfur, klorin, dan fosfor, yang penggunaannya bersifat tidak ramah lingkungan. Chitin-chitosan telah diketahui mampu mengikat logam seperti zink, cadmium, timbal, tembaga dan mengkelat ion mercury (Hg). Proses pengikatan ini disebabkan gugus aktif NH2- dan OH- yang dimilikinya. Tujuan penelitian ini mengembangkan pelumas (lubricant oil) berbasis tropical marine microalgae dengan bahan aditif chitosan nanoparticle untuk mesin robot industri modern. Luaran yang diharapkan adalah pelumas dan karakteristik pelumas baru berbasis tropical marine microalgae dengan bahan aditif chitosan nanoparticle serta tingkat kesesuaian dengan standar pelumas dan alternatif penggunan untuk mesin robot pada industri modern. Tahapan penelitian meliputi (1) kultur (Sidabutar 1999), ekstraksi lemak (Fajardo 2007) dan karakterisasi minyak mikroalga (Goud et al. 2006b), (2) pembuatan (Alves et al. 2013) dan karakterisasi pelumas dasar (based lubricant oil) dari minyak mikroalga (Goud et al. 2006b), (3) pembuatan dan karakterisasi chitosan nanoparticle (Kim et al. 2006), (4) formulasi aditif pelumas dengan penambahan chitosan nanoparticle (Silva et al. 2003 dengan modifikasi pada konsentrasi aditif), pencampuran dan karakterisasi pelumas lubricant oil active (Alves et al. 2013), serta (5) tingkat kesesuaian dengan standar pelumas dan alternatif pengembangan untuk mesin robot pada industri modern melalui model Hand-Held Spray (Rogers 2009). Karakteristik minyak pelumas dasar (based lubricant oil) hasil epoksidasi adalah bilangan iodin 208,12 g I2/100g, bilangan oksiran 0,03 %, bilangan peroksida 40 meq/kg, dan free fatty acid 1,16 mg KOH/g. Rendemen chitosan nanoparticle yang dihasilkan 3,210 gram dari berat chitosan awal 10 gram dengan ukuran 257 nm. Chitosan memberikan pengaruh terhadap sifat wear minyak pelumas dan dapat berfungsi sebagai aditif detergent pada pelumas, dengan formula terbaik chitosan 0,5%, dan ZnO 0,5%. Karakteristik pelumas lubricant oil active yang dihasilkan meliputi viskositas pada suhu 40 °C sesuai ISO VG 32 (Min 22,35 ; Max 30,14), korosi bilah tembaga grade 1A, dan scar diameter 1,1028 mm. Tingkat kesesuaian berdasarkan viskositas pada suhu 40 °C dan korosi bilah tembaga grade 1A, lubricant oil active yang dihasilkan telah memenuhi standar yang ada. Adapun alternatif pengembangan pada mesin robot dapat diciptakan dengan model Hand-Held Spray.