Biokomposit Kitosan Cangkang Udang - Zinc Oxide (ZnO) sebagai Sediaan Cat Antifouling

Abstract

Biokomposit merupakan gabungan dari dua material atau lebih yang memiliki karakteristik lebih baik dari material pembentuknya. Salah satu polimer organik yang dapat dijadikan sebagai sumber material komposit adalah kitosan, namun kitosan memiliki kekuatan mekanik yang lemah sehingga perlu diperkuat dengan zinc oxide (ZnO). Zinc oxide memiliki kekuatan mekanik yang baik, aman, dan tidak memiliki sifat toksisitas terhadap lingkungan. Pengembangan biokomposit ZnO dengan polimer kitosan sebagai sediaan cat antifouling perlu dilakukan untuk menghambat pertumbuhan biofouling. Biofouling merupakan organisme laut yang menempel pada permukaan benda yang terendam di dalam air dan menimbulkan berbagai masalah. Upaya pencegahan biofouling yang saat ini dilakukan yaitu menggunakan cat antifouling, namun umumnya mengandung senyawa tributyltin yang berdampak negatif terhadap organisme non-target dan lingkungan. Eksplorasi sumber material antifouling dari bahan aktif organisme laut telah dilakukan, namun efisiensi kerjanya sangat tergantung pada suhu, pH, dan waktu pemaparan yang sering tidak efektif. Sehingga pengembangan biokomposit antifouling kitosan-ZnO menjadi kajian yang penting untuk dilakukan. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk menentukan biokomposit terbaik dari perlakuan konsentrasi kitosan dan ZnO yang berbeda serta menganalisis pengaruh biokomposit kitosan - ZnO pada konsentrasi terpilih terhadap aktivitas antifouling sebagai sediaan cat. Penelitian ini terdiri empat tahap yaitu 1) karakterisasi kitosan dan preparasi larutan kitosan; 2) karakterisasi dan preparasi seng oksida (ZnO); 3) produksi dan karakterisasi biokomposit kitosan-ZnO, dan 4) pengujian aktivitas antifouling biokomposit terpilih. Karakterisasi kitosan meliputi analisis kelarutan, viskositas, derajat deasetilasi, kadar air, kadar abu dan nitrogen. Analisis ZnO meliputi ukuran partikel, gugus fungsi, dan morfologi. Proses produksi biokomposit kitosan-ZnO dilakukan menggunakan ultrasonik selama 15 menit dan di analisis hidrofobisitas, adhesivitas, swelling ratio serta solubility film. Pengujian aktivitas antifouling meliputi microfouling dan macrofouling. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kitosan dapat larut sempurna dalam asam asetat 2%, memiliki viskositas 76,4-79,6%; kadar air 10,92%; kadar abu 1,92%; kadar nitrogen 3,70%; dan derajat deasetilasi 85%. Seng oksida (ZnO) yang digunakan dalam penelitian ini memiliki ukuran partikel 396.1-458.7 nm. Karakteristik biokomposit menunjukkan bahwa perlakuan terbaik pada kombinasi perlakuan kitosan 1%-ZnO 0,6 g dengan nilai swelling ratio 0,31%; solubility film 0,18%; hidrofobisitas 104,50o dan adhesivitas 4,50 MPa. Hasil pengamatan pengujian aktivitas antifouling menunjukkan kombinasi perlakuan cat dasar-ZnO-kitosan (AZK) mampu menghambat pertumbuhan microfouling sebesar 6,3% dan macrofouling sebesar 75,6%, serta memiliki pertumbuhan microfouling terendah sebesar 7,24 koloni/cm2 dan macrofouling sebanyak 35 organisme.