Judul: Cellulose Nanofibrils Treated by Wet Disk Milling from Delignified Ampel Bamboo (Bambusa vulgaris var. vulgaris) and Its Nanocomposites
Abstrak: Bambu merupakan tanaman berlignoselulosa yang tergolong sebagai jenis cepat tumbuh dengan sebaran, produksi, dan keanekaragaman jenis yang tinggi. Bambu ampel (Bambusa vulgaris var. vulgaris) merupakan salah satu jenis bambu dari genus endemik di Indonesia yang mudah ditemukan terutama di pulau Jawa dan Bali. Bambu ampel mudah tumbuh dan memiliki adaptasi lingkungan yang tinggi. Di sisi lain, informasi karakteristik dasar bambu ampel masih sangat terbatas, sehingga pemanfaatannya masih belum optimal. Oleh karena itu, karakterisasi sifat dasar bambu ampel diperlukan untuk optimalisasi pemanfaatan bambu ampel, sehingga dapat dikembangkan penerapan teknologi yang tepat. Salah satu perkembangan pemanfatan biomassa adalah penerapan teknologi nano yang menjadi tren terbaru terutama untuk produksi nanofibril selulosa sebagai penguat nanokomposit. Karakteristik nanofibril selulosa dipengaruhi salah satunya oleh kadar lignin sisa setelah pra-perlakuan. Lignin sisa memiliki pengaruh terhadap kemudahan proses penguraian, morfologi, dan kristalinitas nanofibril selulosa. Pengaruh lignin dapat bernilai positif ataupun negatif tergantung pada jenis bahan baku, jenis pra-prelakuan, dan kadar yang tersisa pada serat sebelum defibrilasi mekanis. Sementara itu, pengaruh lignin terhadap nanofibril selulosa dari bambu ampel belum diketahui. Berdasarkan permasalahan di atas, penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi sifat dasar bambu ampel dan mengevaluasi pengaruh lignin terhadap karakteristik nanofibril selulosa dan nanokomposit bambu ampel. Penelitian ini terdiri atas tiga tahap yang meliputi karakterisasi sifat dasar bambu ampel, preparasi dan karakterisasi nanofibril selulosa bambu ampel, dan preparasi dan karakterisasi nanokomposit berpenguat nanofibril selulosa bambu ampel. Karakterisasi sifat dasar yang dilakukan meliputi anatomi, kristalinitas, dan kadar komponen kimia. Nanofibril selulosa dibuat melalui proses mekanis wet disk milling setelah pra-perlakuan sodium klorit-asam asetat (SC-AA) pada berbagai tingkat delignifikasi. Karakteristik nanofibril selulosa yang diuji meliputi kadar lignin, morfologi, gugus fungsi, dan kristalinitas. Nanokomposit dibuat dengan matriks polivinil alkohol (PVA) dan penguat nanofibril selulosa bambu ampel pada berbagai kadar lignin. Nanokomposit pada berbagai kadar penguat juga dibuat untuk menentukan kadar penguat optimum. Karakteristik nanokomposit yang dievaluasi meliputi sifat fisis, sifat optik, sifat termal, dan sifat mekanis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bambu ampel memiliki tipe ikatan pembuluh III. Karakteristik anatomi dalam batang bambu ampel bervariasi baik pada arah vertikal maupun horizontal. Porsi serat di bagian luar batang bambu lebih tinggi dari bagian dalam dan cenderung turun dari bagian pangkal ke bagian ujung. Porsi vessel dan parenkim lebih tinggi pada bagian dalam dari pada bagian luar. Porsi parenkim cenderung turun dari bagian pangkal ke bagian ujung, sementara porsi vessel cenderung meningkat. Panjang serat di bagian luar secara signifikan lebih tinggi daripada di bagian dalam batang bambu ampel. Pada bagian luar batang bambu, bagian tengah memiliki serat terpanjang dalam arah aksial. Sementara pada bagian dalam, panjang serat menurun dari pangkal ke ujung batang. Lebar kristal dan kristalinitas relatif di bagian dalam lebih rendah daripada di bagian luar batang bambu ampel. Bambu ampel memiliki kadar holoselulosa yang tinggi dan kadar lignin yang rendah. Kadar zat ekstraktif bambu ampel tergolong tinggi. Berdasarkan beberapa karakteristik dasar, bambu ampel potensial dimanfaatkan sebagai bahan baku nanofibril selulosa. Delignifikasi sodium klorit-asam asetat secara efektif mendegradasi lignin. Kadar lignin bambu ampel menurun hingga 83% setelah delignifikasi SC-AA. Nanofibril selulosa bambu ampel tampak semakin memutih dengan meningkatnya delignifikasi. Metode defibrilasi mekanis wet disk milling pada penelitian
Keyword: ampel bamboo, cellulose nanofibrils, delignification, nanocomposite, wet disk milling