## PREPARASI DISPERSI ANTIBAKTERI BERBAHAN DASAR TITANIUM DIOKSIDA
(TIO 2 ) SERTA APLIKASINYA PADA KAIN DENGAN METODA DIP COATING
Bunga Fisikanta Bukit 1) , Syarif Hussein Sirait 2)
1)2) Universitas Quality Berastagi Email : bungafisikantabukit@gmail.com

## ABSTRAK
Kasus Infeksi nosokomial di Indonesia meningkat setiap tahunnya. Salah satu penyebabnya ialah peralatan dirumah  sakit  yang  tidak  steril  dan  kurang  terawatnya  fasilitas  umum  digunakan  pada  rumah  sakit  seperti seprai,  sarung  bantal,  selimut,  gorden,  handuk  dan  pakaian  pasien.  Semuanya  yang  berbahan  kain  dapat terkontaminasi  oleh  bakteri  peyebab  infeksi.  Dalam  penelitin  ini  dilakukan  preparasi  antibakteri  berbahan dasar titanium dioksida (TiO 2 ) serta aplikasinya pada kain menggunakan metoda yang sederhana. Maleic Acid digunakan sebagai ikatan silang dan sodium hypophospate sebagai katalis. Pelapisan dilakukan dengan metode dip coating . Untik melihat aktivitas antibakteri pada kain setelah dilapisi TiO 2 dilakukan pengujian dengan Plate Count Method . Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan SEM dan FTIR. Hasil SEM menunjukkan partikel  TiO 2 terdistribusi  pada  seluruh  permukaan    kain.  Setelah  pencucian  sebanyak  10  kali  terjadi pengurangan jumlah TiO 2 pada kain hal ini disebabkan karena ukuran partikel memiliki peran yang sangat penting dalam menentukan gaya ikat pada kain. Hasil FTIR menujukan adanya ikatan silang antara TiO 2 dan kain. Sementara itu pengujian aktivitas antibakteri menunjukan tidak adanya bakteri yang muncul di semua sampel..

## Kata kunci: Antibakteri ;Titanium Dioksida; Kain

## ABSTRACT
Cases of nosocomial infections in Indonesia are increasing every year. One of the reasons is hospital equipment  that  is  not  sterile  and  poorly  maintained  in  public  facilities  used  in  hospitals  such  as  sheets, pillowcases, blankets, curtains, towels, and patient clothes. Everything made from fabrics can be contaminated by bacteria causing infections. In this research, the preparation of antibacterial based on titanium dioxide (TiO 2 )  and  its  application  to  the  fabric  using  a  simple  methodology.  Cross-linking  using  Maleic  Acid  and catalyst using sodium hypophosphite. The dip-coating method is used to coat the fabric. Then, fabric washing is  carried  out  to  see  the  decrease  in  the  amount  of  TiO 2 .  Plate  Count  Method  is  carried  out  to  see  the antibacterial activity on the fabric. Fabric characterization was carried out using SEM and FTIR. SEM shows that TiO 2 particles distributed throughout the fabric surface. After washing 10 times, there is a reduction in the amount of TiO 2 in the fabric. FTIR aims at cross-linking between TiO2 and fabric. Meanwhile, testing for antibacterial activity showed that no bacteria appeared in all samples.

## Keywords: antibacteria, Titanium Dioxide, Fabric

## I. PENDAHULUAN
Infeksi  nosokomial  merupakan  infeksi  yang terjadi di  rumah sakit. Dimana seseorang  yang berada  dirumah  sakit  selama  ±  48  jam  dapat terinfeksi . 1 Analisis WHO menemukan infeksi lebih  sering  terjadi  pada  negara  berkembang dibandingkan dengan negara maju dimana pada
1 Kelly,N,  Kristin.,  Monson,R,T.,  John.,  (2012).Hospital- acquired infections. Surgery (Oxford),30,640-644
negara  berkembang  sekitar  5.1%  -  19% mengalami infeksi.
Negara-negara berkembang seperti Indonesia memiliki masalah  dengan infeksi nosokomial. 2 Kejadian infeksi nosokomial di RSUD Setjonegoro  Kabupaten  Wonosobo  mengalami peningkatan  dari  tahun  2010-2011  (0,37%
2 Raza, Kazi BM, Mustafa M, Gould FK. Developing countries have their own characteristic problems with infection control. J Hosp Infect 2004; 57(4): 294- 9.)
menjadi  1,48%  kasus).  Sedangkan  di  RSUP Adam Malik pada tahun 2010 angka prevalensi infeksi  nosokomial  luka  operasi  bersih  pasca bedah  adalah 5,6%. 34 Hal  tersebut  dikarenakan peralatan  dirumah  sakit  yang  tidak  steril  dan kurang terawat. Fasilitas yang umum digunakan pada  rumah  sakit  diantaranya  seprai,  sarung bantal,  selimut,  gorden,  handuk  dan  pakaian pasien yang semuanya berbahan kain yang juga dapat  terkontaminasi  oleh  bakteri  yang  berasal dari darah, kulit, tinja, urin, muntah, dan cairan tubuh  lainnya  yang  dapat  menyebabkan infeksi. 5 Bakteri  yang  banyak  berkembang  dan menyebabkan  infeksi  diantaranya Escherichia coli dan Staphylococcus aureus . 6
Untuk mengatasi hal tersebut dapat digunakan  material  seperti,  titanium  dioxide (TiO 2 ). 7 Bahan  TiO 2 dipilih  karena  TiO 2 memiliki  sifat  antimikroba  pada  aktivitas fotokatalis.  Lapisan  TiO 2 dapat  mencegah timbulnya  bakteri  gram  positif,  bakteri  gram negatif,  virus  dan  jamur.  Hal  ini  dikarenakan ketika  TiO 2 diradiasikan  dengan  cahaya  maka, bandgap akan menghasilkan pasangan elektron hole  yang  menyebabkan  reaksi  redoks  pada permukaan  TiO 2 .  Akibatnya  elektron  akan berpindah  dari  pita  valensi  ke  pita  konduksi sehingga  pasangan  elektron  dan  hole  akan
3 Nugraheni  Ratna  .,  Suhartono.,  Winarni  Sri.,(2012).Infeksi Nosokomial  di  RSUD  Setjonegoro  Kabupaten  Wonosobo Media Kesehatan Masyarakat Indonesia, Vol. 11 / No.1, April 2012 4 Jeyamohan.,  Dharshini.,  (2010).Angka  Prevalensi  Infeksi Nosokomial  Pada  Pasien  Luka  Operasi  Pasca  Bedah  Di Bagian  Bedah  Di  Rumah  Sakit  Umum  Pusat  Haji  Adam Malik,  Medan  Dari  Bulan  April  Sampai  September. Universitas Sumatera Utara
5 Perelshtein,  I.,  Lipovsky,  A.,  Perkas,  N.,  Tzanov,  T., Аrguirova, M., Leseva, M., Gedanken, A. (2015). Making the hospital a safer place by sonochemical coating of all its textiles with antibacterial nanoparticles. Ultrasonics sonochemistry, 25, 82–88.
6 Cornejo-Juárez,  P.,  Vilar-Compte,  D.,  Pérez-Jiménez, C.,  Ñ amendys-Silva,  S.  A.,  Sandoval-Hernández,  S.,  & Volkow-Fernández,  P.  (2015).  The  impact  of  hospital- acquired infections with multidrug-resistant bacteria in an oncology  intensive  care  unit.  International  Journal  of Infectious Diseases, 31, 31-34.
7 Dizaj,  S.  M.,  Lotfipour,  F.,  Barzegar-Jalali,  M., Zarrintan,  M.  H.,Adibkia,  K.  (2014).  Antimicrobial activity  of  the  metals  and  metal  oxide  nanoparticles. Materials Science and Engineering: C, 44, 278-284.
8 Dastjerdi,  R.,  Montazer,  M.  (2010).  A  review  on  the application of inorganic nano-structured materials in the
terbentuk pada permukaan fotokatalis. Elektron yang  bermuatan  negatif  dan  oksigen  akan menyatu  menjadi  O 2 -  sedangkan  hole  yang bermuatan  positif  dan  air  akan  menghasilkan radikal  hidroksil.  Oleh  karena  itu,  berbagai radical oxygen species (ROS) dapat beroksidasi menjadi karbon dioksida (CO 2 ) dan air (H 2 O). 8 Sifat oksidan yang kuat dari TiO 2 menyebabkan berbagai kerusakan pada mikro organisme. 9 Deposisi  TiO 2 pada  kain  relatif  sederhana tetapi  cukup  sulit  untuk  proses  pengikatan antara  serat  dari  kain  dengan  TiO 2 10 . Penggunaan ikatan silang pada proses pelapisan TiO 2 dapat  mengurangi  persentase  hilangnya TiO 2 pada  saat  proses  pencucian. 11 Beberapa ikatan silang yang dapat digunakan diantaranya 1,2,3,4-butane tetracarboxylic acid, maleic acid, succinic acid, dan citric acid . 12
Nano TiO 2 , sodium hypophospate serta citric acid dideposisikan pada katun/poliester hasilnya menunjukan  bahwa  kinerja  dari  sifat  anti bakteri, self-clening dan hidrofilisitas pada kain cukup  baik  . 13 Proses  kationisasi  BTCA/TiO 2 dengan  proses  pencucian  lalu  diikuti  dengan proses  pengeringan  serta  dilanjutkan  dengan proses  curring  menghasilkan  hasil  yang  luar biasa pada kain antibakteri. 14
modification  of  textiles:  focus  on  anti-microbial properties. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 79(1), 5-18.
9 Skorb,V,E.,Antonouskaya,I,L.,Belyasova,A,N.,Shchuki n,G,D.,(2008):Antibacterial activity of thin-ﬁlm photocatalysts  based  on  metal-modiﬁed  TiO2  and TiO2:In2O3  nanocomposite.  Applied  Catalysis  B: Environmental,84,94–99.
10 Radetić,  M.  (2013).  Functionalization  of  textile materials with TiO2 nanoparticles. Journal of Photochemistry  and  Photobiology  C:  Photochemistry Reviews, 16, 62-76.
11 Doakhan, S., Montazer, M., Rashidi, A., Moniri, R., & Moghadam,  M.  B.  (2013).  Influence  of  sericin/TiO  2 nanocomposite  on  cotton  fabric:  Part  1.  Enhanced antibacterial  effect.  Carbohydrate  polymers,  94(2),  737- 748.
12 Harifi, T., Montazer, M. (2012). Past, present and future prospects  of  cotton  cross-linking.New  insight  into  nano particles. Carbohydrate Polymers, 88(4), 1125-1140.
13 Hashemikia, S., Montazer, M.,.(2012).Sodium hypophosphite  and  nano  TiO2  inorganic  catalysts  along with  citric  acid  on    textile  producing  multi-functional properties. Applied Catalysis A: General,200–208.
14
Farouk,
A.,Sharaf,
S.,El-
Hady,Abd,M,M.,(2013).Preparation  of  multifunctional
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  preparasi larutan antibakteri berbahan dasar TiO 2 dimana larutan  dicampur  dengan  Maleic  Acid  sebagai ikatan silang dan sodium hypophospate sebagai katalis  serta  aplikasinya  pada  sarana  dan prasarana  rumah  sakit  dengan  metode dip Coating.
II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Alat dan Bahan
TiO 2 anatase,  maleic  acid  analisis,  sodium hypophosphite,  air  deionisasi,  kain  poliester. ultrasonic  bath , magnetic  stirrer ,  lampu  UV, neraca  digital,  ALPHA  FT-IR  Spectrometer Bruker, Scaning Electron Microscopy, autoclave.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.  Hasil  Karakterisasi  dengann  Scaning Electron Microscopy (SEM)
Gambar 1. Kain Poliester
cationized cotton fabric based on TiO2 nanomaterials.International Journal of Biological Macromolecules. 61,230– 237
Gambar 2.  Kain poliester setelah treatment TiO 2 4 gr : a). Sebelum pencucian b).Setelah pencucian 10 kali
Gambar 3. Kain poliester setelah treatment TiO 2 6 gr : a). Sebelum pencucian b).Setelah pencucian 10 kali
Gambar 4. Kain poliester setelah treatment TiO 2 8 gr : a). Sebelum pencucian b).Setelah pencucian 10 kali
Hasil  SEM  menunjukkan  partikel  TiO 2 terdistribusi  pada  seluruh  permukaan    kain. Meskipun t masih terdapat gumpalan-gumpalan. Setelah  pencucian  sebanyak  10  kali  terjadi pengurangan  jumlah  TiO 2 pada  kain  hal  ini
A B
A B A B
kemungkinan disebabkan karena ukuran partikel  memiliki  peran  yang  sangat  penting dalam  menentukan  gaya  ikat  pada  kain. Sehingga  TiO 2 yang  memiliki  ukuran  yang mengalami aglomerasi akan lebih mudah lepas dari  kain  dibandingkan  dengan  partikel  TiO 2 yang lebih kecil. Dimana partikel tersebut lebih kecil  sehingga  masuk  kedalam  serat  kain  dan terikat dengan kain dengan kuat B.  Hasil  Karakterisasi  dengan  Fourir Transform Infrared (FTIR)
Gambar 5. Grafik FTIR Sampel 1
Gambar 6. Grafik FTIR Sampel 2

## Gambar 7. Grafik FTIR Sampel 3
Hasil  FTIR  pada  sampel  sebelum  pencucian menujukkan  puncak  1088-1708  cm -1 .  puncak 1709.60  C=O  merupakan  puncak  keton  yang menunjukkan carboxylic acid yang
mengindikasi  adanya  ikatan  silang.  Puncak 1090.91  merupakan  ikatan  eter,  adanya  keton dan  eter  mengindikasi  terjadinya  reaksi  ikatan silang  . 15 16 Puncak  1239.15 merupakan C  – H hidrokarbon  yang  berasal  dari  gugus  metilen yang merupakan karakteristik dari sampel pada rantai asam dan ester pada PET. Puncak 720.93 merupakan karakteristik yang dimiliki oleh Ti - O  anatase  dimana  karakteristik  vibrasi  TiO2 berada  pada  500-800  cm -1 .  Hasil  FTIR menunjukan tidak adanya perbedaan signifikan antraa penggunaan maleic acid dan susinic acid sebagai ikatan silang . 17
15 Chen,  C.  C.,  Wang,  C.  C.  (2006).  Crosslinking  of  cotton cellulose  with  succinic  acid  in  the  presence  of  titanium dioxide nano-catalyst under UV irradiation. Journal of sol- gel science and technology, 40, 31-38

## C. Hasil Pengujian aktivitas bakteri
16 Silverstein, R. M., Bassler, G. C., Morrill, T. C. (1974). Spectrometric  identification  of  organic  compounds.  72- 126.
17 B.F  Bukit.,A.Mikrajuddin.,(2018),  Preparasi  Antibakteri Berbahan Tio2 Dan Aplikasinya Pada Kain, Prosiding Seminar Nasional SINASTEKMAPAN,I,1-8
Pengujian  dilakukan  dengan  Plate  Count Method.  Hasilnya  pada  semua  sampel  tidak terdapat  koloni  bakteri.  Hal  ini  disebabkan karena ketika TiO 2 diradiasikan dengan cahaya maka,  bandgap  akan  menghasilkan  pasangan elektron  dan  hole  yang  menyebabkan  reaksi redoks  pada  permukaan  TiO 2 .  Akibatnya elektron akan berpindah dari pita valensi ke pita konduksi  sehingga  pasangan  elektron  dan  hole akan  terbentuk  pada  permukaan  fotokatalis. Elektron  yang  bermuatan  negatif  dan  oksigen akan menyatu menjadi O 2- sedangkan hole yang bermuatan  positif  dan  air  akan  menghasilkan radikal  hidroksil. 18 Radikal  hidroksil  ini menyebabkan tekanan oksidasi dan mengurangi sitoplasma  pada  sel  eukariotik  dan  prokariotik sehingga  terjadi  kerusakan  pada  sel  yang menyebabkan bekteri mati. 19

## IV.KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian didapatkan kesimpulan bahwa, dengan penggunaan maleic acid  sebagai  ikatan  silang  serta  penggunaan metoda  dip  coating  dalam  preparasi  kain antibakteri  menunjukan  efek  yang  signifikan dimana  hasil  SEM  menunjukkan  partikel  TiO 2 terdistribusi  pada  seluruh  permukaan    kain. Demikian pula hasil FTIR, dimana menunjukan adanya  ikatan  silang  antara  TiO 2 dengan  kain. Aktivitas antibakteri menunjjukan tidak adanya bakteri pada setiap sampel yang diuji.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Peneliti  mengucapkan  terimakasih  kepada Kementrian  Riset  Teknologi  dan  Pendidikan
Tinggi Republik Indonesia (MENRISTEKDIKTI) Kontrak Nomor T/49/L1.3.1/PT.01.03/2019.
.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Kelly,N,  Kristin.,  Monson,R,T.,  John., (2012).Hospital-acquired infections. Surgery (Oxford), 30 ,640-644
[2] Raza,  Kazi  BM,  Mustafa  M,  Gould  FK. Developing  countries  have  their  own
18 Lobo, H., & Bonilla, J. V. (Eds.). (2003). Handbook of plastics analysis. Crc Press. 276-279.
19 Antelmann,  H.  (2015).  Oxidative  Stress  Responses  and Redox  Signalling  Mechanisms  in  Bacillus  subtilis  and
characteristic problems with infection control. J Hosp Infect 2004; 57(4): 294- 9. )
[3] Nugraheni  Ratna  .,  Suhartono.,  Winarni Sri.,(2012).Infeksi  Nosokomial  di  RSUD
Setjonegoro  Kabupaten  Wonosobo  Media Kesehatan  Masyarakat  Indonesia,  Vol.  11  / No.1, April 2012 [4] Jeyamohan., Dharshini., (2010).Angka
Prevalensi  Infeksi  Nosokomial  Pada  Pasien Luka Operasi Pasca Bedah Di Bagian Bedah Di  Rumah  Sakit  Umum  Pusat  Haji  Adam Malik,  Medan  Dari  Bulan  April  Sampai September. Universitas Sumatera Utara
[5] Perelshtein,  I.,  Lipovsky,  A.,  Perkas,  N., Tzanov,  T.,  Аrguirova,  M.,  Leseva,  M., Gedanken, A. (2015). Making the hospital a safer place by sonochemical coating of all its textiles  with  antibacterial  nanoparticles. Ultrasonics sonochemistry, 25, 82–88.
[6] Cornejo-Juárez,  P.,  Vilar-Compte,  D.,  Pérez- Jiménez, C., Ñ amendys-Silva, S. A.,
Sandoval-Hernández, S., & Volkow- Fernández, P. (2015). The impact of hospital- acquired  infections  with  multidrug-resistant bacteria  in  an  oncology  intensive  care  unit. International  Journal  of  Infectious  Diseases, 31, 31-34.
[7] Dizaj,  S.  M.,  Lotfipour,  F.,  Barzegar-Jalali, M.,  Zarrintan,  M.  H.,Adibkia,  K.  (2014). Antimicrobial activity of the metals and metal oxide  nanoparticles.  Materials  Science  and Engineering: C, 44, 278-284.
[8] Dastjerdi, R., Montazer, M. (2010). A review on  the  application  of  inorganic  nano- structured  materials  in  the  modification  of textiles:  focus  on  anti-microbial  properties. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 79(1), 5-18.
[9]Skorb,V,E.,Antonouskaya,I,L.,Belyasova,A,N.,S hchukin,G,D.,(2008):Antibacterial  activity  of thin-ﬁlm  photocatalysts  based  on  metal- modiﬁed TiO 2 and TiO 2 :In 2 O 3 nanocomposite.
Applied  Catalysis  B:  Environmental , 84 ,94– 99.
[10] Radetić,  M.  (2013).  Functionalization  of textile  materials  with  TiO 2 nanoparticles. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 16, 62-76.
[11]  Doakhan,  S.,  Montazer,  M.,  Rashidi,  A., Moniri,  R.,  &  Moghadam,  M.  B.  (2013). Influence of sericin/TiO 2 nanocomposite on
Staphylococcus aureus.Molecular Medical Microbiology (Second Edition),1, 249-273
cotton  fabric:  Part  1.  Enhanced  antibacterial effect.  Carbohydrate  polymers,  94(2),  737- 748.
[12]  Harifi, T., Montazer, M. (2012). Past, present and  future  prospects  of  cotton  cross- linking.New  insight  into  nano  particles. Carbohydrate Polymers, 88(4), 1125-1140.
[13]  Hashemikia, S., Montazer, M.,.(2012).Sodium hypophosphite  and  nano  TiO 2 inorganic catalysts  along  with  citric  acid  on    textile producing multi-functional properties.
Applied Catalysis A: General,200–208.
[14]  Farouk, A.,Sharaf,
S.,El- Hady,Abd,M,M.,(2013).Preparation of
multifunctional cationized cotton fabric based on  TiO 2 nanomaterials. International  Journal of Biological Macromolecules. 61 ,230– 237
[15]  Chen, C. C., Wang, C. C. (2006). Crosslinking of  cotton  cellulose  with  succinic  acid  in  the presence  of  titanium  dioxide  nano-catalyst under  UV  irradiation.  Journal  of  sol-gel science and technology, 40, 31-38
[16]  Silverstein, R. M., Bassler, G. C., Morrill, T. C.
(1974). Spectrometric identification of organic compounds. 72-126.
[17]    B.F Bukit.,A.Mikrajuddin.,(2018), Preparasi Antibakteri  Berbahan  Tio 2 Dan  Aplikasinya
Pada  Kain,  Prosiding  Seminar  Nasional
SINASTEKMAPAN,I,1-8
[18]  Lobo,  H.,  &  Bonilla,  J.  V.  (Eds.).  (2003).
Handbook of plastics analysis. Crc Press. 276- 279.
[19] Antelmann,  H.  (2015).  Oxidative  Stress
Responses and Redox Signalling Mechanisms in Bacillus
subtilis and
Staphylococcus aureus. Molecular Medical Microbiology
(Second Edition) ,1, 249-273