Hidrogel “Nata de coco” Boleh Digunakan untuk Menghasilkan Nanozarah Ferum Oksida #MudahnyaBacaJurnal

Oleh: Azwan Mat Lazim, PhD
Fakulti Sains dan Teknologi
Universiti Kebangsaan Malaysia

Artikel ini merupakan ringkasan dari makalah berikut:
Mellissa Andarini, Maryam Mokhtarom, Bohari M. Yamin, M. Cairul Iqbal M. Amin, Izzatti Hassan & Azwan Mat Lazim. “Aplikasi Hidrogel daripada Selulosa Bakteria (BC-g-PAA) sebagai Nanoreaktor bagi Menghasilkan Nanozarah Ferum Oksida (FeNps)” Sains Malaysiana 46(10)(2017): 1789–1795.
http://dx.doi.org/10.17576/jsm-2017-4610-16

Nata de coco merupakan makanan pencuci mulut yang digemari ramai. Teksturnya yang kenyal dan berbentuk jeli adalah hasil daripada fermentasi air kelapa dengan menggunakan acetobacter xylinum, bakteria yang boleh menukarkan air kelapa kepada bentuk serat. Hasil daripada transformasi ini turut dikenali sebagai selulosa bakteria. Dalam kajian ini, penggunaan selulosa bakteria telah dilanjutkan melebihi sekadar pencuci mulut, iaitu sebagai nanoreaktor bio bagi menghasilkan nanozarah ferum (FeNps).

Secara umum, ferum oksida bersaiz nano (FeNps) telah mendapat perhatian para pengkaji. Ini kerana ferum oksida merupakan bahan penting dalam pembinaan peranti berasaskan magnet dan juga sebagai mangkin dalam tindak balas Haber serta tindak balas penghasilan gas hidrogen. Penghasilan nanozarah yang berasaskan bahan tak organik daripada ion oksida iaitu magnetit (Fe₃O₄) dan maghemit (γ–Fe₂O³) yang disalutkan oleh polimer seperti dekstran, kitosan dan poli(etilena glikol) telah menjadikan pilihan utama kerana ia mudah disesuaikan dengan bahan berasaskan bio (biokeserasian), bersifat super para magnetit, serta memiliki sifat kimia yang seimbang.

Pelbagai kaedah konvensional telah digunakan bagi menghasilkan nano ferum oksida seperti teknik hidroterma, sol gel, pirolisis secara semburan, enapan wap logam dan penyejatan secara laser. Namun begitu, terdapat kelemahan terhadap kaedah yang dinyatakan kerana ia memerlukan proses pemendakan dan ini akan menyebabkan berlakunya masalah penyebaran, kerana nanozarah mudah menggumpal. Oleh yang demikian, kaedah alternatif diperlukan bagi menghasilkan produk yang lebih baik dan efisien.

Penggunaan hidrogel merupakan salah satu kaedah alternatif dalam penghasilan nanozarah. Ini kerana hidrogel terbentuk daripada jaringan tiga dimensi yang boleh dihasilkan daripada bahan polimer sintetik ataupun secara semula jadi seperti selulosa, kitosan dan alginat. Selain itu, hidrogel mempunyai liang-liang poros yang berukuran 50-100 nm dengan luas permukaan 300 sehingga 400 m²/g dan boleh dimanipulasi dengan mengikuti perubahan pada sekitarannya seperti pH, kepekatan, suhu dan kekuatan ion (Rajah 1). Hidrogel selulosa mendapat banyak perhatian daripada para penyelidik kerana sifatnya bioserasi, tidak toksik dan tidak mahal.

Dalam kajian ini penggunaan hidrogel selulosa berasaskan selulosa bakteria sebagai nanoreaktor telah berjaya menghasilkan nanozarah ferum oksida (FeNps) bersaiz 5-10nm daripada garam ferosenium. Larutan ferosenium berjaya diserap ke dalam sistem hidrogel sama ada dalam keadaan asid ataupun alkali. Selain itu, perubahan persekitaran larutan hidrogel daripada neutral kepada asid ataupun alkali turut mempengaruhi warna hidrogel yang dihasilkan iaitu, daripada putih menjadi biru jika persekitarannya asid manakala berubah menjadi jingga jika sekitarannya alkali. Hasil kajian telah mendapati hidrogel berasaskan selulosa bakteria mampu dijadikan bahan alternatif bagi menghasilkan nanozarah ferum oksida. Oleh yang demikian, penggunaan selulosa bakteria tidak terhad hanya sebagai makanan, malah penggunaanya boleh dimanipulasi serta ditransformasi sebagai bahan termaju yang hijau dan murah.