Karakterisasi Paduan Logam CoCrMo dengan Pelapisan TiN dan Hidroksiapatit Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) Menggunakan Metode Elektroforesis Deposisi.

(1)

KARAKTERISASI PADUAN LOGAM CoCrMo DENGAN PELAPISAN TiN

DAN HIDROKSIAPATIT CANGKANG KEONG SAWAH (

Bellamya

javanica

) MENGGUNAKAN METODE ELEKTROFORESIS DEPOSISI

ANDRI LESMANA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakterisasi Paduan Logam CoCrMo dengan Pelapisan TiN dan Hidroksiapatit Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) Menggunakan Metode Elektroforesis Deposisi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Februari 2015

(4)

ABSTRAK

ANDRI LESMANA. Karakterisasi Paduan Logam CoCrMo dengan Pelapisan TiN dan Hidroksiapatit Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) Menggunakan Metode Elektroforesis Deposisi. Dibimbing oleh CHARLENA dan SULISTIOSO GIAT SUKARYO .

Hidroksiapatit (HAp) termasuk kelompok apatit yang paling banyak digunakan dibidang medis karena memiliki sifat biokompatibel dan osteokonduktif. Material ini telah diakui sebagai bahan pengganti tulang dan gigi karena memiliki kemiripan dari segi biologisnya untuk jaringan tulang keras manusia. Dalam penelitian ini HAp digunakan untuk melapisi paduan logam CoCrMo yang terlapisi TiN dalam implan tulang. Pelapisan HAp pada logam mengunakan metode elektroforesis deposisi selama 30 menit dan tegangan 120 Volt. Lapisan yang dihasilkan merata diseluruh permukaan logam dan tidak rapuh. Karakterisasi dilakukan dengan uji XRD hasil yang diperoleh selain HAp juga terdapat Apatit Karbonat Tipe A (AKA) dan Apatit Karbonat Tipe B (AKB). Uji korosi menggunakan perangkat potensiostat/galvanostat dalam media larutan infus menghasilkan kecepatan korosi sebesar 0.0134 mpy, hasil ini lebih baik dari standar Eropa sebesar 0.457 mpy.

Kata kunci: hidroksiapatit, paduan logam CoCrMo-TiN, elektoforesis deposisi

ABSTRACT

ANDRI LESMANA. Characterization of Metal Alloy CoCrMo with TiN and Hydroxyapatite Coatings made from conch shells Rice (Bellamyâ javanica). Supervised by Charlena and SULISTIOSO GIAT SUKARYO

Hydroxyapatite (HAp) including apatite group are most widely used in the medical field because it is biocompatible and osteoconductive properties. This material has been recognized as a bone substitute material and teeth as it has in terms of their biological similarity to human hard bone tissue. In this study, HAp is used to coat metal alloys in the TiN coated CoCrMo implant bone. HAp coating on metal using electrophoretic deposition method for 30 minutes and a voltage of 120 volts. The resulting coating evenly across the surface of the metal and not brittle. Characterization is done by XRD test results obtained HAp addition there is also a Type A carbonate apatite (AKA) and Type B Carbonate Apatite (AKB). Corrosion test using a potentiostat / galvanostat in the media resulted in the infusion solution at 0.0134 mpy corrosion rate, this result is better than the European standard of 0.457 mpy.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada

Departemen Kimia

KARAKTERISASI PADUAN LOGAM CoCrMo DENGAN PELAPISAN TiN

DAN HIDROKSIAPATIT CANGKANG KEONG SAWAH (

Bellamya

javanica

) MENGGUNAKAN METODE ELEKTROFORESIS DEPOSISI

ANDRI LESMANA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

(7)

(8)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari sampai dengan Mei 2014, dengan judul Karakterisasi Paduan Logam CoCrMo dengan Pelapisan TiN dan Hidroksiapatit Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) Menggunakan Metode Elektroforesis Deposisi berjalan dengan baik dan lancar.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr. Charlena dan Bapak Drs. Sulistioso Giat Sukaryo selaku pembimbing, bapak Dr. Akhirudin yang bersedia membantu penggunaan alat, para laboran kimia anorganik, teman-teman kimia angkatan 2010 yang telah banyak memberi saran, dan teman-teman di Senior Resident Asrama TPB IPB serta adik-adik asrama angkatan 49, 50, dan 51 yang selalu memberikan dukungan.

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca.

Bogor, Februari 2015

(9)

DAFTAR ISI

Prosedur Analisis Data 2

Pengukuran Ca dari Cangkang Tutut dan Preparasi sampel 2

Kalsinasi Kandungan CaCO3 Cangkang Tutut 3

Konversi CaO menjadi Ca(OH)2 3

Sintesis Hidroksiapatit Metode Basah 3

Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dan TiN menggunakan Hidroksiapatit 4

Uji dan Analisis XRD 4

Uji Korosi 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 4

Hasil Analisis Serbuk CaCO3 Cangkang Keong Sawah 4

Hasil Sintesis Hidroksiapatit 6

Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dan TiN dengan Hidroksiapatit 8

(10)

DAFTAR GAMBAR

1 Difraktogram XRD CaCO3 5

2 Difraktogram XRD CaO 5

3 Difraktogram XRD Ca(OH)2 6

4 Difraktogram XRD HAp 7

5 Proses elektroforesis deposisi 8

6 Foto mikroskop optik setelah dilakukan EPD pada 120 volt dengan

variasi waktu 9

7 Foto mikroskop optik ketebalan pelapisan HAp pada logam 9

8 Difraktogram XRD HAp pada CoCrMo 10

9 Laju korosi (A) paduan logam CoCrMo+TiN, (B) paduan logam

2 Data perhitungan konsentrasi kalsium cangkang keong sawah 14 3 Data analisis hasil XRD CaCO3, CaO, Ca(OH)2, HAp, dan HAp setelah

dilapisi pada paduan logam 15

4 Data JCPDS CaCO3, CaO, Ca(OH)2, HAp, AKA, dan AKB 26

(11)

PENDAHULUAN

Hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2) merupakan kristal apatit yang stabil dan paling banyak digunakan dibidang medis karena memiliki sifat biokompatibel dan osteokonduktif (Vijayalaksmi & Rajeswari 2006). Hidroksiapatit umumnya digunakan sebagai bahan pengisi untuk cacat tulang dan augmentasi, materi graft tulang buatan, dan operasi revisi prostesis. Hidroksiapatit (HAp) yang memiliki biokompatibilitas baik ialah HAp yang dapat melakukan proliferasi sel tulang dan gigi dengan baik (Santos et al. 2004). Hidroksiapatit yang seperti ini biasanya memiliki pori yang besar dalam jumlah yang banyak (Pane 2004). Secara teoritis densitas HAp adalah 3,156 g/cm3. Struktur kristal dari HAp adalah heksagonal dalam bentuk closed-packed dengan paramenter kisi a = 9,418 Å dan c = 6,884 Å.

Tulang yang patah secara alami memiliki kemampuan untuk sembuh dan menyambung kembali, namun tetap saja tindakan medis diperlukan untuk proses penyambungan tersebut. Umumnya, tindakan medis yang dilakukan dimaksudkan untuk menjaga agar struktur dan fungsi bagian tubuh yang bersangkutan kembali normal. Salah satu tindakan medis yang cukup efektif ialah menanam alat implan berupa pelat penyambung tulang. Walaupun penanaman implan itu cukup efektif tetapi alat tersebut masih terbilang mahal. Penerapan implan pada tubuh manusia harus menggunakan bahan yang kuat, memiliki tingkat biokompabilitas yang tinggi, dan tahan terhadap korosi.

Material yang biasa digunakan sebagai implan endoprostetik adalah stainless steel, paduan logam berbasis Kobalt (Co) atau titanium (Ti). Paduan logam titanium memiliki tingkat biokompabilitas yang tinggi tetapi harga logam ini sangat mahal. Dalam beberapa tahun terakhir, paduan logam kobalt-kromium-molibdenum yang dilapisi titanium nitrida (CoCrMo@TiN) banyak dikaji untuk implan endsprotetik karena harganya yang relatif murah. Namun, tingkat biokompabilitas paduan ini masih lebih rendah dibandingkan dengan biokompatibilitas paduan Ti tetapi masih lebih baik dibandingkan dengan stainless steel (David et al. 2002; Buddy et al. 2004; David et al. 2007). Oleh karena itu untuk meningkatkan biokompatibilitasnya, paduan logam tersebut perlu dilapisi lagi oleh hidroksiapatit.

(12)

2

METODE

Penelitian ini terdiri atas enam tahap. Tahap pertama, yaitu penyiapan hidroksiapatit (HAp) dari CaCO3 cangkang keong sawah. Tahap kedua adalah pelapisan paduan logam CoCrMo@TiN dengan hidroksiapatit menggunakan metode EPD. Tahap ketiga adalah analisis XRD dan uji korosi. Bagan alir penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah paduan logam CoCrMo@TiN hasil sintesis di Badan Tenaga Atom Nasional, CaCO3 dari cangkang keong sawah dari penelitian sebelumnya, (NH4)2HPO4, aseton, HCl pekat, trietanolamina (TEA), dan media infus.

Alat

Pelapisan paduan logam menggunakan alat elektroforesis deposisi (EPD) Instrumen analisis yang digunakan dalam penelitian ini adalah Spektrofometer serapan atom (AAS) merk shimadzu 7000, spektrofotometri difraksi sinar X (XRD) merk Philips, dan potensiostat/galvanostat model 273.

Prosedur

Penyiapan HApdari CaCO3 cangkang keong sawah

Preparasi sampel

Serbuk CaCO3 dari cangkang keong sawah ditimbang sebanyak 0,1 g ke dalam labu ukur 100 mL lalu ditambahkan 5 mL HCl pekat. Sampel didiamkan ± 5 menit sampai menjadi larut dan jernih. Selanjutnya, sampel ditera dengan air bebas ion dan dihomogenkan. Setelah itu, sebanyak 1 mL larutan induk dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL. Sampel ditera dengan air bebas ion dan dihomogenkan.

Preparasi Deret Standar

(13)

3

Preparasi Blanko

Sebanyak 5 mL HCl pekat diencerkan dengan air bebas ion dalam labu takar 100 mL dan dihomogenkan. Lalu sebanyak 1 mL larutan 100 ppm dimasukkan ke dalam gelas kimia 100 mL. Sampel ditera dengan air bebas ion dan dihomogenkan. Selanjutnya, ditambahkan sedikit strontium agar stabil dalam pengukuran. Setelah itu, diukur dengan AAS dengan λ = 4ββ,7 nm (Adams et al. 1966).

Kalsinasi Kandungan CaCO3 Cangkang keong sawah

Seperti pada pada penentuan kadar kalsium, langkah kalsinasi diperlukan sebelum sintesis hidroksiapatit untuk mengubah kandungan CaCO3 cangkang keong sawah menjadi CaO. Sejumlah serbuk cangkang keong sawah dimasukkan ke dalam cawan porselen yang sebelumnya telah dibilas dengan HNO3 pekat. Serbuk cangkang kemudian dipanaskan di dalam tungku (tanur) pada 1100 °C selama 2 jam. CaO dikumpulkan untuk proses selanjutnya.

Konversi CaO menjadi Ca(OH)2

CaO dapat dengan mudah ditransformasi menjadi Ca(OH)2 melalui suatu reaksi eksotermik dengan uap air. Abu yang didapat dari proses kalsinasi cangkang keong sawah dihidrasi dengan cara dibiarkan kontak dengan udara (yang mengandung uap air) selama 1 minggu pada suhu kamar. Untuk memastikan terbentuknya Ca(OH)2, abu yang telah dibiarkan kontak dengan udara dianalisis pola difraksi sinar-X-nya.

Sintesis HAp Metode Basah

Sintesis hidroksiapatit disiapkan dari Ca(OH)2 dari cangkang keong sawah. Sintesis ini dilakukan melalui reaksi antara suspensi Ca(OH)2 dan larutan (NH4)2HPO4. Larutan (NH4)2HPO4 0,3 M diteteskan pada suspensi Ca(OH)2 pada suhu 40±2 °C selama kira-kira satu jam. Pada sintesis ini, pH dimonitor namun tidak dikoreksi. Campuran reaksi dari setiap penetesan diaduk dengan batang pengadung magnetik dan dienaptuangkan (aged) selama 24 jam pada suhu kamar. Supernatan kemudian didekantasi. Endapan disonikasi 6 jam dan disentrifugasi pada 4500 rpm selama 15 menit kemudian dibilas dengan air bebas ion. Selanjutnya, endapan dikeringkan pada 105 °C selama 3 jam. Setelah kering, endapan ditumbuk halus dalam mortar lalu ditanur dengan suhu 900 °C selama 2 jam. Serbuk HAp selanjutnya langsung diangkat dengan hati-hati tanpa menunggu tanur mendingin. Serbuk HAp dibiarkan mendingin dengan cepat di suhu kamar.

Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dengan Hidroksiapatit Menggunakan Metode EPD

(14)

4

Uji dan Analisis CoCrMo@TiN@HAp

Analisis XRD

sampel serbuk CaCO3 sampai menjadi HAp dan Paduan logam setelah dilapisi HAp diuji mikrostruktur dan analisis fasa menggunakan difraksi sinar-X (XRD). Analisis ini bertujuan untuk mengetahui fase yang terkandung di dalam contoh, parameter kisi Kristal, dan ukuran kristalnya.

Uji korosi

Uji ketahanan korosi menggunakan perangkat potensiostat/galvanostat model 273. Potensial yang digunakan adalah -20 mV sampai 20 mV dalam media pengkorosi larutan infus NaCl 0,9%. Sampel berdiameter 1,5 cm diset pada working electrode dan dimasukkan ke dalam labu yang berisi media pengkorosi larutan infus NaCl 0,9%. Counter electrode dan reference electrode diset pada labu dan dihubungkan pada perangkat potensiostat/galvanostat. Proses korosi terjadi karena adanya aliran pergerakan elektron pada reaksi elektrokimia, sehingga dapat ditentukan laju korosinya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Serbuk CaCO3 Cangkang Keong Sawah

Serbuk halus CaCO3 dari cangkang keong sawah dicirikan keberadaannya dengan XRD (Gambar 1) dengan menggunakan perangkat lunak pada komputer, yaitu Match untuk mencocokan difraktogram JCPDS senyawa yang diinginkan. Kadar kalsium dari cangkang keong sawah ditentukan dengan AAS. Analisis kadar kalsium pada cangkang keong sawah dilakukan untuk mengetahui seberapa besar kadar kalsium pada cangkang. Menurut Soido et al. (2009) kadar kalsium pada cangkang keong sawah dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO3) sangat tinggi. Hal ini sesuai dengan analisis yang telah dilakukan. Hasil analisis yang diperoleh cukup tinggi yaitu sebesar 82,82 % (Lampiran 2), hasil ini lebih kecil dibandingkan hasil yang dimiliki Riyanto (2013) sebesar 88,54% namun hasil ini masih dinyatakan baik sehingga cangkang keong sawah dapat digunakan sebagai sumber kalsium dalam sintesis HAp.

Pada Gambar 1 hasil yang didapat bahwa serbuk cangkang keong sawah mengandung CaCO3. Sudut βθ yang dihasilkan sesuai dengan JCPDS yaitu β6,09o, 33,00o, dan 45,69o pada intensitas tertinggi (Lampiran 3a)

Serbuk CaCO3 dikalsinasi pada suhu 1100 °C selama 2 jam menghasilkan CaO dan melepaskan CO2 dengan reaksi sebagai berikut :

CaCO3(S)→ CaO(S) + CO2(g)

(15)

5

Gambar 1 Difraktogram XRD CaCO3

Gambar 2 Difraktogram XRD CaO

Keberadaan CaOdicirikan dengan XRD (Gambar 2). Puncak difraktogram sudut βθ berada pada γβ,16o, 37,31o, dan 53,85o (Lampiran 3b)

Serbuk CaO dikonversi dengan bantuan udara yang mengandung uap air menghasilkan Ca(OH)2 sebagai bahan dasar pembuatan HAp. Proses perubahan CaOmenjadi Ca(OH)2 terjadi karena adanya reaksi hidrasi CaO dengan uap air secara spontan. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

2CaO(S) + 2H2O(g)2Ca(OH)2(S)

(16)

6

Keberadaan Ca(OH)2 dicirikan dengan XRD (Gambar 3) Puncak difraktogram sudut βθ berada pada 18,16o, 34,23o, dan 47,12o namun masih terdapat puncak CaCO3 pada sudut 33,15o dan 36,13o (Lampiran 3c), hal ini disebabkan karena masih terdapat sebagian kecil karbonat pada serbuk sampel yang digunakan. Hasil dari CaO yang diudarakan menghasilkan Ca(OH)2 yang akan disintesis dengan (NH4)2.HPO4 menghasilkan Ca10(PO4)6(OH)2 dan hasil samping yang tidak berbahaya yaitu H2O dan basa lemah NH4OH.

Sintesis Hidroksiapatit (HAp)

Metode yang digunakan dalam sintesis HAp adalah metode presipitasi basah dengan keuntungan metode tersebut mudah pengerjaannya, lebih sederhana, rendemen yang dihasilkan tinggi, biaya murah, dan komposisi bahan mudah dikontrol (Bouyer et al. 2000). Senyawa fosfat yang digunakan untuk berikatan dengan kalsium membentuk HAp adalah (NH4)2.HPO4, dengan reaksi sebagai berikut:

10Ca(OH)2 + 6(NH4)2.HPO4  Ca10(PO4)6(OH)2 + 6H2O + 12NH4OH Pengontrolan pH tidak dilakukan karena hasil samping yang didapat hanya H2O dan NH4OH yang dapat menguap ketika di panaskan. Pencampuran senyawa tersebut dilakukan pada suhu 40±2 °C agar meningkatkan kinetika sehingga reaksi berjalan cepat serta dilakukan pengadukan dan sonikasi yang bertujuan membuat larutan semakin homogen. Endapan dipisahkan dengan sentrifuga dan dikeringkan untuk menghilangkan air dan senyawa organik lainnya.

(17)

7 Keberadaan karbonat akan memperlambat pertumbuhan kristal apatit (Soejoko & Wahyuni 2002). Namun keberadaan keduanya masih dapat ditoleransi sebagai fungsi HAp karena senyawa paduan Ca:P yang mengalami pemanasan diatas 900 o_{C masih memiliki struktur kristal HAp yang stabil dan tidak berbahaya} jika diimplankan kedalam tubuh mahluk hidup (Aoki 1991).

Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dan TiN dengan Hidroksiapatit dengan Metode Elektroforesis Deposisi

Metode yang digunakan pada pelapisan logam dengan hidroksiapatit adalah elektroforesis deposisi atau EPD (Gambar 5). Metode deposisi koloid pada logam terdiri dari dua tahap yaitu tahap pertama aliran listrik antara elektroda positif dan negatif menyebabkan partikel dalam larutan hidroksiapatit bergerak kearah berlawanan dengan muatannya, tahap ini disebut elektroforesis dan tahap kedua partikel hidroksiapatit dapat terdeposisi pada permukaan sampel yang dijadikan elektroda (Corni et al 2008).

Gambar 5 Proses elektoforesis deposisi

Kondisi yang digunakan tegangan 120 V selama 20 menit dan 30 menit dengan arus DC yang konstan sebesar 2 A menurut Bowo (2009), tidak akan terjadi perubahan yang signifikan dengan adanya penambahan tegangan diatas 120 volt dan penambahan waktu lebih dari 2 menit. Namun pada logam berbeda yang digunakan ternyata memiliki kekuatan menempel yang berbeda-beda contohnya logam stainless steel. Besarnya tegangan akan berpengaruh pada daya hantar partikel koloid yang bermuatan positif yang akan bergerak ke arah elektroda negatif (Javidi et al 2008).

(18)

8

Adsorpsi HAp ke permukaan logam disebabkan oleh gaya tarik elektrostatik antara muatan ion dengan muatan listrik antarmuka logam (Raja & Sethuraman 2008). Setelah proses EPD berlangsung logam dikeringkan pada suhu kamar tujuannya menguapkan TEA dan membuat HAp semakin kuat menempel pada permukaan logam.

a) b)

Gambar 6 Foto mikroskop optik setelah dilakukan EPD pada 120 volt dengan waktu (a) 20 menit dan (b) 30 menit

Gambar 7 Foto mikroskop optik ketebalan pelapisan HAp pada logam Pencirian awal yang dilakukan hasil EPD ini menggunakan mikroskop optik perbesaran 16x. Pencirian ini melihat HAp yang menempel pada logam dengan ketebalan penempelan pada waktu 30 menit lebih baik dari 20 menit (Gambar 6). Penempelan pada waktu 30 menit lebih merata dan tidak rapuh dengan ketebalan 0.03 mm yang diukur dari tampak samping (Gambar 7) berbeda dengan perlakuan waktu 20 menit walaupun menempel dengan rata namun masih terdapat retak-retak pada permukaan logam serta rapuh. Menurut Prihantoko (2011) hasil yang didapat sangat tipis dan rapuh akibat penambahan kitosan dalam pelapisannya sehingga masih dilakukan pemanasan selama 140oC selama 1 jam untuk meningkatkan perlindungan korosi karena meningkatkan ketahanan lapisan terhadap air.

Uji Analisis XRD

Pencirian selanjutnya adalah menggunakan XRD hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa yang menempel pada logam adalah partikel HAp atau senyawa apatit lainnya. Jika dalam proses penempelan terjadi reaksi kimia baru

(19)

9 maka akan terbentuk pula produk baru dengan hasil difraktogram XRD selain HAp dan senyawa apatit lainnya. Hasil difraktogram XRD menunjukan (Gambar 8). Hasil difraktogram menunjukan puncak senyawa HAp pada sudut βθ 31,72o, 32,87o_{, 33,98}o_{, AKA pada sudut}_βθ_18,59o_{, 28,53}o_{, 35,50}o_{, dan AKB pada sudut}

βθ 42,56o, 43,75o, 47,11o (Lampiran 3e) dengan hasil ini membuktikan senyawa yang menempel pada logam adalah HAp yang dibuat dan tidak menghasilkan reaksi kimia baru sehingga tidak menghasilkan produk baru.

Gambar 8 Difraktogram XRD HAp pada CoCrMo@TiN

Berdasarkan difraktogram sampel pada penentuan HAp (Lampiran 3), parameter kisi dapat dihitung menggunakan bantuan data JCPDS. Parameter hasil perhitungan pada Tabel 1. Difraktogram sampel pada penentuan HAp menginformasikan bahwa terdapat puncak difraksi HAp yang mirip dengan JCPDS namun masih ada puncak yang mirip dengan senyawa lain. Tidak munculnya puncak tertentu disebabkan intensitas yang terlalu rendah. Parameter kisi HAp hasil sintesis berbeda dengan parameter kisi HAp literatur hal ini dikarenakan adanya pergeseran dari setiap puncak 2_θ yang terdapat pada sampel sehingga mempengaruhi nilai sin θ dalam perhitungan parameter kisi.

Tabel 1 Parameter kisi HAp

Sampel a (Å) c (Å)

HAp (literatur) 9,418 6,884

HAp hasil sintesis 10,5530 7,1826

HAp hasil penempelan pada logam 11, 3876 8,2578 Tabel 2 memperlihatkan nilai ukuran kristal sampel yang dihitung dengan persamaan scherrer. Persamaan tersebut adalah

(20)

10

Tabel 2 Ukuran kristal HAp

Sampel FWHM D (nm)

HAp hasil sintesis 0,1998 42,0450

HAp hasil penempelan pada logam 0,1998 42,1738 Ukuran partikel berbanding terbalik dengan nilai FWHM. Nilai FWHM yang semakin kecil menunjukan ukuran partikel semakin besar. Dari nilai FWHM yang didapat kurang dari 1 maka akan didapatkan ukuran kristal yang besar dan pada penelitian ini didapatkan nilai FWHM sebesar 0,1998 menghasilkan ukuran kristal sebesar 42,0450 dan 42,1738 nm.

Uji Korosi

Hasil uji korosi yang dilakukan laju korosi pada sampel logam yang tidak dilapisi HAp sebesar 0,2213 mpy sedangkan logam yang dilapisi HAp memiliki laju korosi sebesar 0,0134 (Tabel 3).

Tabel 3 Laju korosi

Sampel Laju korosi (mpy)

Paduan logam CoCrMo@TiN tanpa dilapisi HAp 0,2213 Paduan logam CoCrMo@TiN dilapisi HAp 0,0134

Menurut Ali (2007), logam Ti murni memiliki ketahanan korosi sebesar 0,0679 mpy. Hasil ini menunjukan bahwa logam yang dilapisi dengan TiN lebih baik dibandingkan dengan Ti murni ataupun tanpa pelapisan HAp, hal ini diduga karena unsur nitrogen dapat meningkatkan korosi lapisan TiN (Setiawan 2009). Penambahan HAp telah diakui sebagai bahan pengganti tulang dan gigi karena memiliki kemiripan dari segi biologisnya untuk jaringan tulang keras manusia (Vijayalaksmi & Rajeswari 2006). Ketahanan korosi yang masih berada pada level paling baik dengan laju korosi kurang dari 1 mpy dan berada di bawah 0,457 mpy jika mengacu kepada standard Eropa untuk aplikasi medis (Ali 2007).

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

(21)

11 sebesar 0,0134 mpy, perbedaan signifikan ini selain karena pengaruh HAp juga karena adanya lapisan titanium yang melapisi logam CoCrMo.

Saran

Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk pelapisan menggunakan hidroksiapatit agar waktu yang digunakan lebih efektif sehingga didapatkan waktu optimum apabila waktu mengalami penambahan sudah tidak menghasilkan perubahan pada proses penempelan dan arus yang efisien sehingga tidak ada pemborosan daya karena sudah didapatkan arus yang optimum dalam proses penempelan HAp pada logam sehingga dihasilkan penempelan HAp pada logam yang tebal dan merata.

DAFTAR PUSTAKA

Adams, PB. Passmore, WO, 1966. Handbook of Analitic Chemistry 38(4): 630. Aoki H. 1991. Science Medical Applications of Hydroxyapatite. Tokyo: JAAS. Ali MY.2007. Studi korosi titanium (ASTM B 337 Gr-2) dalam larutan artificial

blood plasma (ABP) pada kondisi dinamis dengan teknik polarisasi potensiodinamik dan teknik exposure [skripsi]. Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Bouyer E, Gitzhofer F, Boulos MI. 2000. Morphologicalstudy of hydroxyapatite nanocrystal suspension. J Mater Sci: Mater Med. 11: 523-531.

Bowo D. 2009. Pelapisan senyawa apatit pada permukaan baja tahan karat 316L dengan metode deposisi elektroforesis [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Buddy DR et al. 2004. Biomaterials science, an introductions to material in medicine 2nd Edition. California USA: Elsevier.

Corni I, Ryan MP, Boccaccini AR. 2008. Electrophoretic Deposition: From Traditional Ceramics to Nanotechnology. J Eur Ceramic Soc 28: 1353-1367.

Dahlan K, Prasetyanti F, Sari YW. 2009. Sintesis hidroksiapatit dari cangkang telur menggunakan dry method. Biofisika 5(2): 71-78.

David A et al. 2002. Tissue – biomaterials interactions, an introductions. USA: John Wiley & SonsNew Yersey.

David et al. 2007. Review of materials in medical application. RMZ – Materials and Geoenvron ment 54(4):471-499.

Javidi M et al. 2008. Electrophoretic deposition of natural hydroxyapatite on medical Grade 316L Stainless steel. Mater Sci Eng C.article in press. Pane MS. 2004. Penggunaan hidroksiapatit sebagai bahan dental implan [skripsi].

Medan: Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Sumatera Utara.

Prihantoko DA. 2011. Karakterisasi paduan CoCrMo dengan pelapisan titanium nitrida dan hidroksiapatit-kitosan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

(22)

12

Riyanto AA. 2013. Pemanfaatan limbah cangkang keong sawah (bellamya javanica) untuk sintesis hidroksiapatit dengan modifikasi pori menggunakan pati beras ketan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Setiawan D, Triwikantoro, Faisal H, Wagiyo. 2009. Pengaruh nitridasi terhadap ketahanan korosi Stainless steel AISI 316L dalam cairan tubuh tiruan [tesis]. Surabaya: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Santos MH, de Oliveira M, SouzaL PF,Mansur HS *, VasconcelosWL. 2004. Synthesis Control and Characterization of HydroxyapatitePrepared by Wet Precipitation Process. Mater Res7(4): 625-630.

Soido C, Vasconcellos MC, Diniz AG, Pinheiro J. 2009. An Improvement of Calcium Determination Technique in the Shell of Molluscs. Brazilian Archives Of Biology And Technology 52(1):93-98.

Vijayalakshmi U, Rajeswari S. 2006. Preparation and characterization of microcrystalline hydroxiapatite using sol gel method. Trends Biomater Artificial Organs 19(2): 57-62.

(23)

13 Lampiran 1 Bagan Alir Penelitian

Konversi CaO menjadi Ca(OH)2

Pengukuran Ca dari Cangkang keong sawah

(Preparasi Sampel, Preparasi Deret Standar, dan Preparasi Blanko)

Kalsinasi Kandungan CaCO3

Cangkang Tutut

Sintesis HAp Metode Basah

Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dengan Hidroksiapatit

Menggunakan Metode EPD

Analisis Uji

(24)

14

Lampiran 2 Data perhitungan konsentrasi kalsium cangkang keong sawah a. Absorban standar kalsium

b. Absorban dan konsentrasi kalsium cangkang keong sawah

Sampel Konsentrasi

Contoh perhitungan ulangan 1 (sampel cangkang keong sawah 1):

Konsentrasi Ca = –

(25)

15 Lampiran 3 Data Analisis XRD CaCO3, CaO, Ca(OH)2, HAp, dan HAp setelah dilapiskan pada paduan logam

(26)

16

(27)

(28)

18

Lanjut Lampiran 3 Data Analisis XRD CaCO3, CaO, Ca(OH)2, HAp, dan HAp setelah dilapiskan pada paduan logam

(29)

19 Lanjut Lampiran 3 Data Analisis XRD CaCO3, CaO, Ca(OH)2, HAp, dan HAp setelah dilapiskan pada paduan logam

(30)

20

(31)

(32)

22

(33)

(34)

24

(35)

25

(36)

26

Lampiran 4 Data JCPDS CaCO3, CaO, Ca(OH)2, HAp, AKA, dan AKB a. Data JCPDS CaCO3

(37)

27 c. Data JCPDS Ca(OH)2

(38)

28

e. Data JCPDS Apatit tipe A atau Ca10(PO4)6CO3

(39)

29 Lampiran 5 Data uji korosi

a. Pengkorosian logam CoCrMo tanpa pelapisan HAp. CoCrMo (N = 0.6%) media SBF

Run Parameters

(40)

30

b. Pengkorosian logam CoCrMo dengan pelapisan HAp. CoCrMo dilapisi HAp media SBF

Run Parameters

Technique : Poln resistance

(41)

31 Lampiran 6 Perhitungan parameter kisi dan ukuran kristal sintesis HAp

(42)

32

Lampiran 7 Perhitungan parameter kisi dan ukuran kristal HAp pada logam

(43)

33

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di bekasi pada tanggal 5 Mei 1992 dari ayah Ondang dan ibu Ratini dan merupakan putra pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2004 penulis menyelesaikan sekolah menengah pertama di SMP Negeri 12 Bekasi. Tahun 2010 penulis lulus dari sekolah menengah atas di SMA Negeri 3 Bekasi dan pada tahun yang sama diterima lulus undangan seleksi masuk IPB (USMI) dengan Program studi kimia, Departemen kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.