i
PENGARUH PENAMBAHAN SENYAWA HDTMS PADA
KAIN SPANDEX TERDEPOSIT NANOPARTIKEL PERAK
TERHADAP SUDUT KONTAK DAN AKTIVITAS
ANTIBAKTERI
HALAMAN JUDUL
SKRIPSI
Diajukan Kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogakarta Untuk Memenuhi
Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Kimia
Oleh:
YOGA PRIHATNA NIM: 12307141022
PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
ii
HALAMAN
PERSETUJUAN
Skripsi yang berjudul “Pengaruh Penambahan Senyawa HDTMS Pada Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak Terhadap Sudut Kontak Dan Aktivitas Antibakteri” yang disusun oleh Yoga Prihatna NIM 12307141022 ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diujikan.
Yogyakarta, Januari 2017 Mengetahui,
Ketua Program Studi Kimia
Jaslin Ikhsan, Ph.D NIP. 19680629 199303 1 001
Dosen Pembimbing
Dr. Eli Rohaeti
iii
HA HALAMAN
PERNYATAANYang bertandatangan di bawah ini saya:
Nama : Yoga Prihatna
NIM : 12307141022
Program Studi : Kimia
Fakultas : MIPA Universitas Negeri Yogyakarta
Judul Penelitian : Pengaruh Penambahan Senyawa HDTMS Pada Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak Terhadap Sudut Kontak Dan Aktivitas Antibakteri
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar karya saya sendiri. Sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau
diterbitkan orang lain kecuali sebagai acuan atau kutipan dengan mengikuti tata penulisan karya ilmiah yang telah lazim.
Tanda tangan dosen penguji yang tertera dalam halaman pengesahan adalah asli. Jika tidak asli, saya siap menerima sanksi ditunda yudisium pada periode berikutnya.
Yogyakarta, Januari 2017 Yang menyatakan,
iv
LAMAN
PENGESAHAN
Skripsi yang berjudul “Pengaruh Penambahan Senyawa HDTMS Pada Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak Terhadap Sudut Kontak Dan Aktivitas Antibakteri” yang disusun oleh Yoga Prihatna, NIM 12307141022 ini telah dipertahankan di depan Dewan penguji pada tanggal 30 Januari 2017 dan dinyatakan lulus.
DEWAN PENGUJI
Nama Jabatan Tanda Tangan Tanggal
Dr. Eli Rohaeti Ketua Penguji ... ... NIP. 19691229 199903 2 001
Heru Pratomo AL, M.Si. Penguji I (Utama) ... ... NIP. 19600604 198403 1 002
Dr. Isana Supiah YL, M.Si Penguji II (Pendamping) ... ... NIP. 19610923 198812 2 001
Yogyakarta, ...2017
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dekan,
Dr. Hartono
v
HALAMAN
MOTTO
“Fabi-Ayyi Ala-I Rabbikuma Tukazziban”
(Maka nikmat tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan? Q.S.
Ar-Rahman:55)
“Man Jadda Wa Jada”
(Barang siapa bersungguh-sungguh, maka ia akan mendapatkan)
“Man Sobaro dzhofiro”
(Barang siapa yang bersabar, maka ia akan beruntung)
“Jangan sesali apa yang telah terjadi kemarin, tapi jika kamu
tak mampu menjadi lebih baik hari ini, kamu patut menyesali”
vi
HALAMAN
PERSEMBAHAN
Bismillahirrahmanirrahim,
Dengan mengucap syukur alhamdulillah, karya kecil ini saya persembahkan kepada:
Kedua orang tuaku, Bapak Sugianto dan Ibu Sholikhatun, terimakasih telah merawat, mendidik, dan memberikan semangat serta kasih sayang padaku,
sehingga aku bisa menjadi seperti sekarang ini. Sungguh aku takkan bisa membalas semua kasih sayang yang telah bapak dan ibu berikan. Aku hanya mampu berdoa, semoga bapak dan ibu selalu dilimpahkan kesehatan dan umur panjang, sehingga dapat terus menemani anakmu ini dalam meraih kesuksesan
dan membuat kalian bangga. Amin.
Masku Ade Ameriantoro dan adikku Tri Atmaja Pamungkas, yang selalu memeberikan semangat dan bantuan padaku hingga saya bisa menyelesaikan
kuliah ini. Semoga kalian selalu sehat dan dilancarkan rezekinya.
Faza Laili Husna, terimakasih setia menemani, selalu memberi semangat, selalu mendengarkan keluh kesahku walaupun dirimu jauh di sana. Terimakasih atas semangat dan bantuannya sehingga skripsi ini dapat selesai. Sekarang giliranmu,
semoga kuliahmu juga dilancarkan dan segera lulus.
Tim Sahabat Pena, Ryan, Rika, Hamida, Eti, Leni, Rahma, Ellen, dan Winarni.
Terimakasih atas dukungan dan semangat dari kalian, akhirnya aku lulus juga. Walaupun kita sudah lulus, jangan sampai saling melupakan. Semoga kita semua
dapat meraih kesuksesan. Amin.
Teman-teman kelas Kimia Subsidi 2012 yang telah menemani perjalananku selama kuliah ini.
Penghuni Kos Karangmalang Blok D3, yang telah menjadi keluarga selama saya di Jogja.
Dan semua pihak yang telah membantu selama saya kuliah dan tinggal di Jogja yang tidak bisa saya sebutkan semuanya. Semoga Allah membalas semua
vii
PENGARUH PENAMBAHAN SENYAWA HDTMS PADA
KAIN SPANDEX TERDEPOSIT NANOPARTIKEL PERAK
TERHADAP SUDUT KONTAK DAN AKTIVITAS
ANTIBAKTERI
Oleh : Yoga Prihatna
12307141022
Pembimbing : Dr. Eli Rohaeti
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik nanopartikel perak hasil preparasi menggunakan metode reduksi kimia, perubahan gugus fungsi kain spandex sebelum dan sesudah modifikasi, perbedaan sudut kontak kain spandex sebelum dan sesudah modifikasi, sifat antibakteri kain spandex sebelum dan sesudah modifikasi terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan bakteri Eschericia coli, dan perbedaan aktivitas bakteri sampel kain spandex terhadap jenis bakteri yang berbeda yaitu Staphylococcus aureus dan Eschericia coli.
Nanopartikel perak dipreparasi menggunakan metode reduksi kimia terhadap larutan AgNO3 dengan adanya Na3C6H5O7, dan PVA sebagai penstabil. Nanopartikel perak yang dihasikan kemudian dikarakterisasi menggunakan spektroskopi UV-VIS. Nanopartikel perak kemudian didepositkan pada sampel kain spandex. Senyawa kimia yang digunakan sebagai agen hidrofob adalah larutan HDTMS 4% dalam etanol. Larutan HDTMS dilapiskan pada sampel kain spandex. Sampel kain spandex dikarakterisasi menggunakan ATR-FTIR untuk mengetahui gugus fungsi, uji sudut kontak, dan aktivitas antibakteri.
Karakterisasi UV-VIS menunjukkan nanopartikel perak yang terbentuk menghasilkan absorbansi pada panjang gelombang 429 nm. Penambahan HDTMS menyebabkan munculnya gugus fungsi –CH3 dan memunculkan sifat hidrofob pada kain spandex. Nanopartikel perak dapat meningkatkan aktivitas antibakteri kain spandex secara signifikan terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan bakteri Escherricia coli. Kain spandex terdeposit nanopartikel perak memiliki aktivitas antibakteri yang lebih besar terhadap bakteri Staphylococcus aureus dibandingkan terhadap bakteri Eschericia coli.
viii
THE EFFECT OF ADDING HDTMS ON SILVER
NANOPARTICLES-COATED SPANDEX FABRIC ON THE
CONTACT ANGLE AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY
By: Yoga Prihatna
1230714022
Supervisor : Dr. Eli Rohaeti
ABSTRACT
This research aimed to known the characteristic of silver nanoparticles, the change of functional groups of spandex before and after modification, the contact angle of spandex before and after modification, the antibacterial activities of spandex whit and without modification against Staphylococcus aureus and Eschericia coli, and the difference of antibacterial activities of the sample against both of bacteries.
Silver nanoparticles was prepared with chemical reduction method towards AgNO3 solution with the Na3C6H5O7, and PVA as stabilizer. The silver nanoparticles was characterized using UV-VIS spectroscopy. Then silver nanoparticles deposited on spandex fabric. The compound as hydrophobic agent is HDTMS 4% in ethanol. HDTMS was coated on the spandex. Spandex was characterized using ATR-FTIR to know the functional groups, contact angle test, and antibacterial test.
The results of this research showed that absorbance of silver nanoparticles was appeared at a wavelength of 429 nm. Characterization of functional groups showed that the addition of HDTMS cause the formation of –CH3. The addition of HDTMS also cause hydrophobic properties to the spandex fabric. Silver nanoparticles significantly increase the antibacterial activities of the spandex against Staphylococcus aureus and Eschericia coli. Silver nanoparticles-coated spandex have a higher antibacterial activities against Staphylococcus aureus than the Eschericia coli.
ix
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga Tugas Akhir Skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Senyawa HDTMS Pada Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak Terhadap Sudut Kontak Dan Aktivitas Antibakteri” ini dapat diselesaikan walaupun tidak luputdari segala kekurangan.
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir skripsi ini tidak dapat lepas dari bimbingan, bantuan serta doa dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Hartono, selaku Dekan FMIPA UNY yang telah memberikan ijin
dan fasilitas dalam penelitian ini.
2. Bapak Jaslin Ikhsan, Ph.D, selaku Kajurdik dan Kaprodi Kimia FMIPA UNY.
3. Bapak Erfan Priyambodo, M.Si, Selaku Sekjurdik Kimia FMIPA UNY dan Pembimbing Akademik.
4. Ibu Dr. Eli Rohaeti, selaku pembimbing atas waktu, masukan, kritikan, saran dan kesabarannya dalam membimbing penulis.
5. Bapak Heru Pratomo Al, M.Si, selaku penguji skripsi yang telah memberikan saran, kritik dan masukan sehingga skripsi ini menjadi lebih baik.
6. Ibu Dr. Isana Supiah YL, M.Si, selaku penguji skripsi yang telah memberikan saran, kritik dan masukan sehingga skripsi ini menjadi lebih baik.
7. Segenap dosen dan staf karyawan Jurusan Pendidikan Kimia yang telah memberikan banyak ilmu pengetahuan selama menjalani studi di Jurusan Pendidikan Kimia.
8. Serta semua pihak yang telah membantu baik moril maupun materiil, baik langsung maupun tidak langsung kepada penulis dalam penulisan skripsi
x
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga perlu kritik dan masukan yang bersifat membangun guna perbaikan selanjutnya.
Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Yogayakarta, Januari 2017
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN MOTTO ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ...ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB IPENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Identifikasi Masalah ... 4
C. Pembatasan Masalah ... 5
D. Perumusan Masalah ... 5
E. Tujuan Penelitian ... 6
F. Manfaat Penelitian ... 7
BAB IIKAJIAN PUSTAKA ... 8
A. Deskripsi Teori ... 8
1. Kain Spandex ... 8
2. Nanopartikel Perak ... 9
3. Antibakteri ... 10
4. Sifat Antikotor atau Hidrofob ... 11
5. Senyawa HDTMS ... 12
6. Bakteri ... 13
xii
8. Staphylococcus aureus ... 15
9. Karakterisasi ... 16
B. Kerangka Berfikir ... 20
BAB III METODE PENELITIAN ... 22
A. Subjek dan Objek Penelitian ... 22
1. Subjek Penelitian ... 22
2. Objek Penelitian ... 22
B. Variabel Penelitian ... 22
1. Variabel Bebas ... 22
2. Variabel Terikat... 22
3. Variabel Terkontrol ... 23
C. Instrumen Penelitian ... 23
1. Alat ... 23
2. Bahan-Bahan ... 23
D. Tahapan Penelitian ... 24
1. Preparasi Nanopartikel Perak dengan Metode Reduksi Larutan AgNO3 ... 24
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Kain Spandex ... 25
3. Pelapisan Permukaan Kain Spandex dengan Senyawa HDTMS ... 25
4. Uji Sudut Kontak ... 25
5. Uji Aktivitas Antibakteri ... 26
E. Teknik Analisis Data ... 28
1. Analisis Spektrofotometri Ultraviolet-tampak (UV-Vis) ... 28
2. Uji Aktivitas Antibakteri ... 28
3. Uji Sudut Kontak Air ... 28
4. Analisis Fourier Transform InfraRed (FTIR) ... 29
F. Diagram Alir Penelitian ... 29
1. Preparasi Nanopartikel Perak ... 29
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Spandex ... 30
xiii
BAB IVHASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 31
A. Hasil Penelitian ... 31
1. Spektrum UV-VIS AgNO3 dan Nanopartikel Perak ... 31
2. Spektrum FTIR ... 32
3. Uji Sudut Kontak ... 34
4. Hasil Pengujian Aktivitas Antibakteri... 35
B. PEMBAHASAN ... 37
1. Preparasi Nanopartikel Perak ... 37
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Sampel Kain Spandex ... 39
3. Modifikasi Sampel Kain Spandex dengan Pelapisan Menggunakan HDTMS ... 40
4. Analisis FTIR ... 42
5. Uji Sudut Kontak ... 46
6. Uji Aktivitas Antibakteri ... 49
BAB VSIMPULAN ... 57
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Struktur Molekul Spandex ... 9 Gambar 2. Struktur Molekul Senyawa HDTMS ... 13 Gambar 3. Overlap Spektrum UV-VIS Larutan AgNO3 dan Koloid
Nanopartikel Perak ... 311 Gambar 4. Spektrum FTIR Kain Spandex (S.0) ... 32 Gambar 5. Spektrum FTIR Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel
Perak (S.1) ... 32 Gambar 6. Spektrum FTIR Kain Spandex Terlapis HDTMS (S.2) ... 33 Gambar 7. Spektrum FTIR Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak dan
Terlapis HDTMS (S.3) ... 33 Gambar 8. Grafik Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Kain Spandex terhadap
Bakteri E. coli ... 36 Gambar 9. Grafik Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Kain Spandex terhadap
Bakteri S. aureus ... 37 Gambar 10. (a) Spandex Murni, (b) Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak ... 39 Gambar 11. Struktur Hidrofob Permukaan Serat yang Terlapisi Senyawa
Silan ... 41 Gambar 12. (a) Kain Spandex Murni, (b) Kain Spandex Terlapisi HDTMS ... 42 Gambar 13. (a) Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak, (b) Kain
Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak dan Terlapisi HDTMS ... 42 Gambar 14. Mekanisme Reaksi Hidrofobisasi Permukaan Kain Spandex
xv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Pengaruh Konsentrasi Larutan Koloid Nanopartikel Perak terhadap
Koloni Bakteri Gram Negatif (E. coli) ... 11
Tabel 2. Data Puncak Serapan FTIR Poliuretan ... 17
Tabel 3. Panjang Gelombang dan Ukuran Partikel Perak pada Spektrum UV-VIS ... 18
Tabel 4. Aktivitas Antibakteri Poliuretan Terdeposit Nanopartikel Perak terhadap Bakteri E. coli... 19
Tabel 5. Spektrum UV-VIS Larutan AgNO3 dan Nanopartikel Perak ... 32
Tabel 6. Interpretasi Spektrum FTIR Sampel Kain Spandex ... 34
Tabel 7. Hasil Pengukuran Sudut Kontak Sampel Kain Spandex ... 34
Tabel 8. Hasil Pengamatan Diameter Zona Jernih Sampel Kain terhadap Bakteri E. coli ... 35
Tabel 9. Hasil Pengamatan Diameter Zona Jernih Sampel Kain terhadap Bakteri S. aureus ... 36
Tabel 10. Rataan Diameter Zona Jernih Sampel Kain Spandex terhadap Bakteri Staphylococcus aureus ... 50
Tabel 11. Rataan Diameter Zona Jernih Sampel Kain Spandex terhadap Bakteri Escherichia coli ... 50
Tabel 12. Interpretasi Hasil Uji Lanjut LSD Antara Masing-masing Jenis Sampel terhadap Aktivitas Antibakteri Eschericia coli ... 51
Tabel 13. Interpretasi Hasil Uji Lanjut LSD Antara Masing-masing Jenis Sampel terhadap Aktivitas Antibakteri Staphylococcus aureus ... 51
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Spektrum UV-VIS Larutan AgNO3 ... 61
Lampiran 2. Spektrum UV-VIS Nanopartikel Perak ... 62
Lampiran 3. Spektrum UV-VIS Larutan AgNO3 vs Nanopartikel Perak ... 63
Lampiran 4. Spektrum FTIR Kain Spandex (S.0)... 64
Lampiran 5. Spektrum FTIR Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak (S.1) ... 65
Lampiran 6. Spektrum FTIR Kain Spandex Terlapisi HDTMS (S.2) ... 66
Lampiran 7. Spektrum FTIR Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak dan Terlapisi HDTMS (S.3) ... 67
Lampiran 8. Hasil Uji Sudut Kontak... 68
Lampiran 9. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Kontrol Positif (+) terhadap Bakteri E. coli ... 70
Lampiran 10. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex (S.0) terhadap Bakteri E. coli ... 713
Lampiran 11. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak (S.1) terhadap Bakteri E. coli ... 76
Lampiran 12. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex Terlapisi HDTMS (S.2) terhadap Bakteri E. coli ... 79
Lampiran 13. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak dan Terlapisi HDTMS (S.3) terhadap Bakteri E. coli ... 82
Lampiran 14. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Kontrol Positif (+) terhadap Bakteri S. aureus ... 85
Lampiran 15. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex (S.0) terhadap Bakteri S. aureus ... 88
xvii
Lampiran 17. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex Terlapisi HDTMS (S.2) terhadap Bakteri S. aureus ... 94 Lampiran 18. Data Pengamatan Uji Aktivitas Antibakteri Spandex Terdeposit
Nanopartikel Perak dan Terlapisi HDTMS (S.3) terhadap
Bakteri S. aureus ... 97 Lampiran 19. Tabel Uji ANOVA Dua Faktor terhadap Bakteri E. coli ... 100 Lampiran 20. Uji ANOVA Dua Faktor terhadap Bakteri S. aureus ... 106 Lampiran 21. Uji t-Independent Kontrol Positf terhadap Bakteri E. coli dan
S. aureus ... 112 Lampiran 22. Uji t-Independent Spandex (S.0) terhadap Bakteri E. coli dan
S. aureus ... 113 Lampiran 23. Uji t-Independent Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak (S.1)
terhadap Bakteri E. coli dan S. aureus ... 114 Lampiran 24. Uji t-Independent Spandex Terlapisi HDTMS (S.2) terhadap
Bakteri E. coli dan S. aureus ... 115 Lampiran 25. Uji t-Independent Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak dan
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang secara geografis terletak di antara dua samudera yaitu samudera Hindia dan samudera Pasifik, serta terletak di antara
dua benua yaitu benua Asia dan benua Australia. Secara astronomis Indonesia terletak pada 6oLU-11oLS dan 95oBT-141oBT (Ridwan Lasabuda, 2013). Letak wilayah Indonesia yang berada di daerah beriklim tropis menyebabkan Indonesia memiliki temperatur udara yang cukup tinggi, sehingga orang yang tinggal di Indonesia akan mudah berkeringat. Keringat akan terserap oleh pakaian menyebabkan pakaian mudah lembab. Pakaian yang lembab akan memicu tumbuhnya bakteri pada serat pakaian. Pertumbuhan mikroba pada bahan tekstil dianggap sebagai penyebab utama kerusakan pada tekstil (Agus Haryono dan Sri Budi Harmami, 2010).
Tekstil yang sering digunakan sebagai bahan untuk membuat pakaian terbuat dari serat sintetis dan katun. Kementerian Perindustrian melalui laman websitenya menyatakan bahwa kebutuhan serat sintetis dalam negeri pada tahun 2012 mencapai lebih dari 600.000 ton. Atas dasar jumlah tersebut, 500.000 ton dipasok dari industri dalam negeri dan sisanya merupakan impor. Nilai impor Indonesia akan tekstil dan produk tekstil (TPT) berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik pada tahun 2011 mencapai US$ 8,43 miliar. Besarnya kebutuhan bahan tekstil di Indonesia mendorong untuk terus dilakukan pengembangan terhadap kualitas maupun jenis bahan tekstil. Salah
satunya bahan tekstil yang memiliki sifat antibakteri.
2
antimikroba pada tekstil. Senyawa yang digunakan sebagai agen antimikroba harus terbukti efektif, aman, tidak beracun, serta bersifat biodegradable.
Dekade ini pengembangan bahan tekstil lebih terfokus pada produk nanoteknologi. Nanoteknologi secara umum berhubungan dengan struktur dan partikel material berdimensi kecil dalam skala nanometer atau biasa disebut dengan nanopartikel. Pembuatan nanopartikel dapat dilakukan baik melalui pendekatan top-down maupun bottom-up. Top-down artinya bahwa pembuatan partikel nano dimulai dari material bentuk bulk kemudian dilakukan penghancuran hingga dihasilkan partikel tersebut dalam dimensi nanometer. Adapun bottom-up diartikan bahwa partikel nano terbentuk dari hasil penyusunan atom demi atom sehingga terbentuk struktur berukuran nanometer sebagaimana yang dikehendaki. Salah satu contoh nanopartikel adalah
nanopartikel perak (Wahyudi dan Rismayani , 2008).
Material dalam ukuran nano memiliki sifat kimia dan sifat fisik yang jauh berbeda dari material dalam ukuran yang lebih besar. Begitu pula dengan perak, dalam skala nano, partikel perak memiliki sifat fisik, kimia, dan sifat biologis yang khas. Selain itu, nanopartikel perak juga menunjukkan aktivitas antibakteri dan memiliki toksisitas yang rendah terhadap sel mamalia (Agus Haryono dan Sri Budi Harmami, 2010).
3
Sifat antikotor suatu permukaan bahan berkaitan erat dengan sifat hidrofob dari bahan tersebut. Permukaan suatu bahan dikatakan memiliki sifat hidrofob jika permukaan tersebut ditetesi air, maka air tersebut tidak terserap oleh bahan melainkan akan membentuk bulatan-bulatan air pada permukaan tersebut dan jika permukaan tersebut sedikit dimiringkan maka bulatan air tersebut akan bergulir dan jatuh. Hal ini terjadi karena adanya efek kombinasi antara kekasaran permukaan suatu bahan dengan komposisi kimia bahan tersebut yang menghasilkan efek penghalang yang tidak biasa terhadap molekul air, sehingga air yang mengenai bahan tersebut hanya akan membentuk bulatan-bulatan dan akhirnya akan jatuh (Latthe et al., 2012).
Sifat hidrofob suatu bahan dapat diidentifikasi dengan menentukan sudut kontak. Sudut kontak merupakan sudut yang terbentuk antara bulatan air
dengan bahan pada saat terjadi kontak antara air dengan bahan. Besarnya sudut kontak yang terbentuk menunjukkan sifat hidrofobisitas dari bahan. Jika sudut kontak <90o maka permukaan bahan bersifat non-hidrofob atau hidrofil, jika sudut kontak yang terbentuk 90o-150o maka permukaan bahan memiliki sifat hidrofob, dan jika sudut kontak yang terbentuk <150o maka permukaan bahan memiliki sifat hidrofob. Sifat hidrofob dapat diperoleh melalui pelapisan suatu permukaan dengan senyawa yang memiliki sifat hidrofob seperti senyawa silan dan turunannya (de Ferri et al, 2013).
4
nanopartikel perak pada serat kain. Adapun sifat antikotor diperoleh dengan menambahkan senyawa heksadesiltrimetoksisilan (HDTMS).
Penelitian tentang modifikasi bahan tekstil seperti ini memang telah banyak dilakukan. Salah satunya adalah yang dilakukan oleh Agus Haryono dan Sri Budi Harmami pada tahun 2010 yang memodifikasi kain katun dengan mendepositkan nanopartikel perak pada kain untuk memperoleh sifat antibakteri. Atas dasar itulah maka dilakukan penelitian untuk memodifikasi kain spandex agar memiliki sifat antibakteri dan antikotor yang baik.
Karakterisasi terhadap kain spandex yang telah dimodifikasi meliputi analisis gugus fungsi, analisis sudut kontak, dan sifat antibakteri. Analisis gugus fungsi ditentukan dengan alat spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR). Analisis sudut kontak ditentukan dengan metode sessile drop atau tetesan air pada permukaan datar. Adapun untuk analisis sifat antibakteri ditentukan dengan metode paper disk dengan menggunakan bakteri Staphylococcus aureus sebagai bakteri gram positif dan Eschericia coli sebagai bakteri gram negatif.
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, dapat diidentifikasi permasalahan sebagai berikut:
1. Kebutuhan bahan tekstil yang cukup tinggi di Indonesia belum sepenuhnya tercukupi oleh industri tekstil dalam negeri.
2. Upaya pengembangan teknologi antimikroba pada kain di Indonesia masih terbatas.
3. Ada berbagai macam pemanfaatan produk nanoteknologi dalam upaya pengembangan bahan tekstil antimikroba.
4. Pengembangan self cleaning textile dalam pasar bahan tekstil yang semakin pesat dan kompetitif.
5. Pemanfaatan senyawa yang dapat memberikan efek antikotor dalam bahan tekstil masih terbatas.
5
7. Pengembangan bahan kain spandex yang bersifat antimikroba dan antikotor di Indonesia masih sedikit.
C. Pembatasan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang telah diperoleh, pembatasan masalah untuk penelitian ini adalah:
1. Jenis kain yang digunakan adalah kain spandex yang masih murni belum mendapatkan perlakuan apapun.
2. Upaya meningkatkan sifat antibakteri dan anti kotor pada kain dilakukan dengan menambahkan nanopartikel perak dan senyawa HDTMS.
3. Teknik sintesis nanopartikel perak yang digunakan adalah reduksi dengan reduktor trisodium sitrat 10%.
4. Karakterisasi nanopartikel perak dalam penelitian ini menggunakan analisis UV-VIS.
5. Karakterisasi serat kain yang terdeposit nanopartikel perak adalah mengetahui gugus fungsi, mengukur sudut kontak dan aktivitas antibakteri. 6. Mikroorgananisme prokariot yang digunakan pada analisis aktivitas
antibakteri adalah Staphylococcus aureus sebagai bakteri gram positif dan Eschericia coli sebagai bakteri gram negatif.
D. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, permasalahan dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana karakteristik nanopartikel perak yang dihasilkan dari preparasi menggunakan metode reduksi kimia?
2. Bagaimana perubahan gugus fungsi pada kain spandex sebelum dan sesudah modifikasi?
6
4. Apakah ada perbedaan yang signifikan dalam hal aktivitas antibakteri dari kain spandex tanpa dimodifikasi, kain spandex dengan penambahan HDTMS, kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak, dan kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak dan HDTMS terhadap pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus?
5. Apakah ada perbedaan yang signifikan dalam hal aktivitas antibakteri dari kain spandex tanpa dimodifikasi, kain spandex dengan penambahan HDTMS, kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak, dan kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak dan HDTMS terhadap pertumbuhan bakteri Eschericia coli?
6. Apakah ada perbedaan yang signifikan dalam hal aktivitas antibakteri sampel kain spandex terhadap jenis bakteri yang berbeda yaitu bakteri
Staphylococcus aureus dan Eschericia coli? E. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui karakteristik nanopartikel perak dari hasil preparasi menggunakan metode reduksi kimia.
2. Mengetahui perubahan gugus fungsi kain spandex sebelum dan sesudah modifikasi.
3. Mengetahui perbedaan sudut kontak pada kain spandex tanpa dimodifikasi, kain spandex dengan penambahan HDTMS, kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak, dan kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak dan HDTMS.
4. Mengetahui sifat antibakteri pada kain spandex tanpa dimodifikasi, kain spandex dengan penambahan HDTMS, kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak, dan kain spandex dengan penambahan nanopartikel perak dan HDTMS terhadap pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus. 5. Mengetahui sifat antibakteri pada kain spandex tanpa dimodifikasi, kain
7
6. Mengetahui perbedaan yang signifikan dalam hal aktivitas antibakteri sampel kain spandex terhadap jenis bakteri yang berbeda yaitu bakteri Staphylococcus aureus dan Eschericia coli.
F. Manfaat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan harapan dapat memberi nilai guna antara lain:
1. Memberikan informasi tentang karakteristik nanopartikel perak hasil preparasi menggunakan metode reduksi kimia.
2. Memberikan informasi tentang perubahan gugus fungsi pada kain spandex sebelum dan sesudah modifikasi.
3. Memberikan informasi tentang perbedaan sudut kontak antara spandex murni, spandex terdeposit nanopartikel perak, spandex dengan tambahan HDTMS, dan spandex terdeposit nanopartikel perak dan HDTMS.
8
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori
1. Kain Spandex
Spandex (Lycra) merupakan serat sintetis yang telah banyak dikenal di masyarakat dan digunakan sebagai bahan dalam pembuatan pakaian terutama pakaian olahraga. Spandex pertama kali diperkenalkan oleh peneliti DuPont Company bernama Joseph C. Shivers pada tahun 1959 dengan nama dagang Lycra setelah hampir satu dekade melakukan penelitian (Singha, 2012). Spandex diciptakan karena adanya kebutuhan bahan tekstil yang elastis seperti karet namun tetap nyaman saat dipakai. Elastisitas spandex menyebabkan bahan kain ini dapat ditarik hingga mencapai 500% dari panjang mula-mula. Sifat spandex yang elastis diperoleh dari hasil pencampuran antara poliuretan sebagai komposisi
utama yang jumlahnya sekitar ±80% dengan serat yang lain baik itu serat alami (katun, wol, dan sutera) maupun serat sintetis (poliester, nylon, dan lain-lain) (Mourad et al, 2012).
9
Gambar 1. Struktur Molekul Spandex
2. Nanopartikel Perak
Perkembangan teknologi nano tidak terlepas dari riset mengenai
material nano. Dalam pengembangannya, material nano diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu: material nano berdimensi nol (nano particle), material nano berdimensi satu (nanowire), dan material nano berdimensi dua (thin films). Pengembangan metode sintesis nanopartikel merupakan salah satu bidang yang menarik minat banyak peneliti. Nanopartikel dapat terjadi secara alamiah ataupun melalui proses sintesis oleh manusia. Sintesis nanopartikel bermakna pembuatan nanopartikel dengan ukuran yang kurang dari 100 nm dan sekaligus mengubah sifat atau fungsinya.
Secara garis besar sintesis nanopartikel dapat dilakukan dengan metode top down (fisika) dan metode bottom up (kimia). Metode fisika yaitu dengan cara memecah padatan logam menjadi partikel-partikel kecil berukuran nano sedangkan metode kimia dilakukan dengan cara membentuk partikel-partikel nano dari prekursor molekular atau ionik. Pembentukan nanopartikel dapat dilakukan dengan beberapa teknik yaitu antara lain dengan cara reduksi kimia, fotokimia, dan sonokimia. Pembentukan nanopartikel dengan keteraturan yang tinggi dapat menghasilkan pola yang lebih seragam dan ukuran yang yang seragam pula. Kebanyakan penelitian telah mampu menghasilkan nanopartikel yang lebih
bagus dengan menggunakan metode-metode yang umum digunakan, seperti: kopresipitasi dan sol-gel.
10
aktivitas antibakteri. Kemampuan antibakteri ini sering digunakan untuk memodifikasi suatu bahan agar memiliki sifat antibakteri, salah satunya adalah pada modifikasi serat tekstil (Agus Haryono dan Sri Budi Harmami 2010).
Pembuatan nanopartikel perak dapat dilakukan melalui beberapa metode, salah satunya adalah dengan metode kimia melalui proses reduksi menurut Yang Lee dan Meisel yang telah dilakukan oleh Agus Haryono dan Sri Budi Harmami (2010). Metode ini dilakukan dengan cara mereduksi larutan perak nitrat dengan adanya trinatrium sitrat. Nanopartikel perak mempunyai karakteristik yang mudah beraglomerasi antar sesamanya dan teroksidasi sehingga pada umumnya pada proses pembentukan nanopartikel perak disertakan juga senyawa lain sebagai penstabil (Ristian et al, 2014). Beberapa penstabil menurut Agus Haryono dan Sri Budi Harmami (2010) adalah bahan polimer seperti polivinil pirolidon (PVP), polietilen glikol (PEG), dan beberapa surfaktan. Reaksi yang terjadi pada proses reduksi kimia perak nitrat adalah sebagai berikut:
4Ag+(aq) + Na3C6H5O7 (aq) + 2H2O(l) 4Ag (s)+ C6H5O7H3(aq) + 3Na+(aq) + H+(aq) + O2(g)
3. Antibakteri
Antibakteri adalah suatu zat yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri. Berdasarkan cara kerjanya, antibakteri dapat dibedakan menjadi bakteriostatik dan bakterisida. Antibakteri bakteriostatik bekerja dengan menghambat pertumbuhan populasi bakteri tanpa mematikannya. Adapun
antibakteri bakterisida bekerja dengan cara membunuh bakteri secara langsung. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai zat antibakteri adalah nanopartikel perak (Anshari et al, 2011).
11
Menurut Prabhu dan Pouluse (2012) nanopartikel perak dapat memiliki aktivitas antibakteri karena nanopartikel memiliki luas permukaan yang besar. Saat nanopartikel perak berinteraksi dengan sel bakteri, partikel perak akan berubah menjadi ion perak yang dapat menghentikan beberapa fungsi utama dalam sel dan merusak sel itu sendiri. Perak pada dasarnya bersifat asam lemah, sedangkan DNA bakteri sebagian besar terbentuk dari sulfur dan fosfor yang merupakan basa lemah. Dengan demikian perak akan bereaksi dengan DNA bakteri yang dapat menyebabkan terganggunya fungsi dari DNA tersebut, salah satunya adalah fungsi replikasi bakteri.
Menurut Hilman Anshari (2011), bahwa semakin besar ukuran partikel perak maka aktivitas antibakteri menjadi semakin menurun. Selanjutnya menurut Mulongo et al. (2011) bahwa semakin besar jumlah nanopartikel yang terdeposit maka semakin besar pula aktivitas antibakteri seperti ditunjukkan Tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh Konsentrasi Koloid Nanopartikel Perak terhadap Koloni Bakteri Gram Negatif (E. coli)
Sampel
4. Sifat Antikotor atau Hidrofob
12
tidak biasa terhadap molekul air. Efek penghalang ini muncul karena adanya kombinasi antara kekerasan permukaan suatu bahan dengan komposisi kimia bahan tersebut. Sifat hidrofob terinspirasi dari kemampuan biologis beberapa makhluk hidup seperti daun lotus, kaki cicak, dan makhluk hidup lain yang secara alami memiliki kemampuan hidrofob (Latthe et al, 2012).
Terdapat banyak metode yang digunakan untuk membuat suatu permukaan bahan agar meiliki sifat hidrofob. Salah satu metode yang sering digunakan yaitu metode coating. Metode ini dilakukan dengan melakukan pelapisan terhadap suatu permukaan bahan dengan menggunakan bahan yang memiliki sifat hidrofob seperti silika yaitu senyawa-senyawa silan dan turunannya (Setyawan et al, 2012). Senyawa silan dan turunannya dapat digunakan sebagai pelapis sebab senyawa silan memiliki gugus alkoksida
dan rantai alkil yang panjang. Semakin panjang rantai alkil suatu senyawa silan maka semakin baik sifat hidrofob yang diperoleh (de Ferri et al, 2013). Sifat hidrofob suatu bahan dapat diidentifikasi dengan menggunakan pengujian sudut kontak air. Sudut kontak air adalah sudut yang terbentuk antara bulatan air dengan permukaan bahan. Permukaan bahan dikatakan bersifat hidrofob jika sudut kontak yang terbentuk lebih dari 90o. Jika sudut yang terbentuk kurang dari 90o maka permukaan tersebut memiliki sifat non-hidrofob atau hidrofilik (de Ferri et al, 2013).
5. Senyawa HDTMS
13
CH
3(CH
2)
14CH
2 SiOCH3
OCH3
OCH3
Gambar 2. Struktur Molekul Senyawa HDTMS
6. Bakteri
Istilah bakteri berasal dari bahasa Yunani “bakterion” yang berarti tongkat atau batang. Bakteri sebagai sel hidup memiliki informasi DNA, namun DNA tersebut tidak berada pada satu lokasi khusus (nukleus). DNA
pada bakteri disebut sebagai nukleoid yang memiliki bentuk sirkuler dan panjang, tidak memiliki intron (daerah sambungan DNA) dan hanya memiliki ekson (nukleotida yang tetap) (Adams dan Moss, 1995).
Menurut Adams dan Moss (1995), terdapat beberapa jenis dan ukuran bakteri, antara lain yaitu:
a. Basil (basillus), yang memiliki bentuk seperti tongkat pendek sedikit silindris, dan meliputi sebagian besar jenis bakteri. Bakteri jenis ini biasanya memiliki ukuran lebar 0,3-1,0 μm dan panjang 1,η-8 μm. b. Coccus (bulat), yang memiliki bentuk seperti bola-bola kecil. Bakteri
bentuk coccus biasanya ditemui secara berkelompok. Bakteri bentuk coccus yang mengelompok berempat disebut tetracoccus, bergerombol seperti anggur disebut staphylococcus dan yang berkelompok seperti kubus disebut sarcina. Ukuran tengah bakteri coccus pada umunya sekitar 1 μm.
c. Spiril (Spiral), yang memiliki bentuk panjang berkelok-kelok. Lebar bakteri spiril antara 0,5-1 μm dengan panjang 2-η μm dan ada yang mencapai panjang 10 μm. Variasi dari bentuk spiril adalah:
14
2) Bentuk spirocheta (spirochet), berbentuk seperti batang berbelit-belit panjang dan banyak lilitannya. Bakteri spirocheta memiliki lebar 0,2-0,7 μm dan panjang 5-10 μm.
Kain merupakan salah satu substrat yang baik sebagai media pertumbuhan dan perkembangbiakan bakteri apabila berada pada kondisi yang sesuai (kelembaban, nutrien, dan temperatur). Koloni bakteri pada kain dapat menyebabkan timbulnya bau tak sedap akibat dari penguraian substrat kain oleh bakteri. Penguraian kain oleh bakteri menyebabkan kualitas kain menurun dan menjadi mudah rusak. Selain itu, adanya bakteri pada kain dapat menyebabkan terjadinya infeksi apabila terjadi kontak antara kulit dengan kain yang mengandung bakteri (Isabel C. Gouveia, 2010).
7. Escherichia coli
Escherichia coli merupakan bakteri yang diberi nama sesuai penemunya yaitu Theodor Escherich. Escherichia coli juga memiliki nama lain Bacterium coli commune sesuai pemberian Massini pada tahun 1907 (Melliawati, 2009).
Klasifikasi bakteri Escherichia coli adalah: Kingdom : Bacteria
Phylum : Proteobacteria
Class : Gamma proteobacteria Order : Enterobacteriales Family : Enterobacteri aceae Genus : Escherichia
Spesies : Escherichia coli
15
Escherichia coli dapat menjadi indikator alami pada analisis air yang tercemar tinja. Namun hal ini tidak dapat dijadikan sebagai acuan karena pemindahan bakteri ini tidak selalu melalui air. Penyebaran pasif dapat terjadi melalui makanan dan minuman. Peranan Escherichia coli dalam kehidupan antara lain sebagai bakteri yang menghuni usus besar, menghasilkan kolisin untuk melindungi pencernaan dari bakteri patogenik. Jika bakteri Escherichia coli berpindah habitat dari normal ke bagian lain dalam inang maka dapat berubah menjadi patogen, inilah yang menyebabkan penyakit. Misalnya jika bakteri Escherichia coli masuk ke dalam saluran kandung kemih kelamin dapat menyebabkan sistitis atau peradangan selaput lendir (Melliawati, 2009).
8. Staphylococcus aureus
Bakteri Staphylococcus aureus merupakan penyebab utama penyakit kulit pada manusia. Bakteri ini merupakan bakteri gram positif yang paling banyak ditemukan. Klasifikasi Bakteri Staphylococcus aureus adalah sebagai berikut:
Domain : Bacteria Kingdom : Eubacteria Phylum : Firmicutes Class : Bacili Order : Bacillales
Family : Staphylococcaceae Genus : Staphylococcus
Spesies : Staphylococcus aureus
16
abu-abu sampai kuning emas tua, membentuk pigmen lipochrom yang menjadikan koloni berwarna kuning. Staphylococcus aureus mengandung substansi penting di dalam struktur dinding sel yaitu polisakarida dan protein yang bersifat antigenik (Dewi, 2013).
Membran plasma sel Staphylococcus aureus dikelilingi dinding sel tebal yang disebut peptidoglikan dengan persentase 90% dan sisanya berupa asam teikhoat. Nanopartikel perak lebih mudah melakukan difusi dengan bakteri jenis ini karena sebagian besar tersusun oleh plasma tunggal sehingga hambatan lebih kecil (Anshari et al, 2011). Bakteri Staphylococcus aureus bersifat anaerob fakultatif sehingga dapat hidup di udara yang hanya mengandung hidrogen. Bakteri penyebab pernanahan ini mampu bertahan pada fenol 1% selama 15 menit dan pada suhu 600C selama 30 menit . Selain
dapat menyebabkan infeksi pada manusia, bakteri Staphylococcus aureus juga menjadi penyebab utama mastitis pada sapi perah dan kambing. Staphylococcus aureus yang terdapat dalam susu segar dan produk pangan menyebabkan toxic shock syndrome sebagai akibat dari keracunan pangan (Purnomo et al, 2006).
9. Karakterisasi a. ATR-FTIR
Fourier Transform Infrared (FTIR) merupakan teknik analisis yang digunakan untuk karakterisasi gugus fungsi yang terdapat dalam suatu sampel (Li et al,. 2010). Kelebihan FTIR adalah ukuran sampel yang digunakan lebih kecil, perkembangan spektrum yang cukup cepat karena instrumen memiliki kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum (Stevens, 2007).
17
Terletak pada daerah radiasi 4000–1400 cm-1. Pita-pita absorpsi pada daerah ini utamanya disebabkan oleh vibrasi dua atom, sedangkan frekuensinya karakteristik terhadap massa atom yang berikatan dan konstanta gaya ikatan.
2) Daerah sidik jari (fingerprint)
Yaitu daerah yang terletak pada 1400–400 cm-1. Pita-pita absorpsi pada daerah ini berhubungan dengan vibrasi molekul secara keseluruhan. Setiap atom dalam molekul akan saling mempengaruhi sehingga dihasilkan pita-pita absorpsi yang khas untuk setiap molekul.
FTIR dangat bermanfaat dalam meneliti paduan-paduan polimer (Stevens, 2001). Hasil karakterisasi terhadap poliuretan
berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Rohaeti et al (2003), dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data Puncak Serapan FTIR Poliuretan
Bilangan Gelombang (cm-1) Jenis Gugus Fungsi
3330 Ulur N-H
~1730 Gugus Uretan
1720 Ulur C=O bebas
1700 Ulur C=O berikatan hidrogen
1541 Deformasi N-H
1400 Ulur C-N-C
~1110 Ulur C-O
b. Spektrum UV-Vis
18
ukuran partikel perak yang terbentuk. Dengan demikian tiap-tiap warna koloid perak akan memberikan serapan pada panjang gelombang yang berbeda-beda pula (Solomon, 2007). Panjang gelombang yang dihasilkan pada spektrum UV-VIS berdasarkan ukuran partikel perak dtunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Panjang Gelombang dan Ukuran Partikel Perak pada Spektrum UV-VIS
Ukuran Partikel Panjang Gelombang
10-14 nm 395-405 nm
35-50 nm 420 nm
60-80 nm 438 nm
c. Aktivitas Antibakteri
Pada prinsipnya, terdapat tiga metode yang dapat dilakukan ntuk melakukan uji aktvitas antibakteri yaitu Tube dilution test, Agar plate dilution test, dan Disc diffusion. Uji aktivitas antibakteri pada kain spandex yang telah terdeposit nanopartikel perak dan HDTMS dilakukan dengan menggunakan metode Disc Diffusion dengan bakteri Escherichia
coli ATCC 25922 sebagai gram negatif dan Staphylococcus aureus ATCC 25923 sebagai gram positif. Metode Disc diffusion dilakukan dengan cara mengukur zona jernih (clear zone) yang terbentuk. Diameter zona bening diukur sebagai indikator adanya penghambatan pertumbukan bakteri oleh nanopartikel perak sebagai bahan antibakteri (Sondi dan Sondi, 2004).
Aktivitas antibakteri pada poliuretan terdeposit nanopartikel
19
Tabel 4. Aktivitas Antibakteri Poliuretan Terdeposit Nanopartikel Perak terhadap Bakteri E. coli
Sampel
100 kali pengenceran 66.000 66,7
10.000 kali
pengenceran 76.500 60,7
d. Sudut Kontak
Pengukuran sudut kontak dilakukan dengan metode sessile drop dengan perangkat video perekam sudut kontak. Sudut kontak ini ditentukan secara langsung menggunakan perangkat yang dinamakan goniometer. Metode ini juga dapat memberikan informasi tentang
tegangan permukaan dari polimer. Tiap-tiap pengukuran sampel dilakukan dengan meneteskan sejumlah tertentu air ke permukaan spandex yang telah terdeposit nanopartikel perak dan dilapisi HDTMS dan juga spandex murni sebagai pembanding. Pengukuran ini dilakukan secara berulang. Sifat anti air akan terlihat bila suatu material memiliki tegangan permukaan kritisnya lebih kecil dibandingkan tegangan permukaan kritis air sebesar 72 dyne/cm (Wahyudi dan Rismayani, 2008).
20
γSV–γSL= γLV cos θ
γSV merupakan energi bebas permukaan zat padat, γSL merupakan energi bebas permukaan zat cair (tegangan permukaan), dan γLV adalah energi antarpermukaan antara zat padat dan zat cair. Apabila energi bebas permukaan zat padat jauh lebih besar daripada tegangan permukaan zat cair, maka gaya adhesi antara kedua zat juga sangat besar dan tetesan air akan sepenuhnya membasahi permukaan yang berarti sudut kontak θ akan bernilai 0o. Apabila energi permukaan zat padat cukup besar namun energi antar permukaannya sedikit lebih rendah daripada tegangan permukaan zat cair, maka tetesan air akan sedikit membasahi permukaan yang berarti sudut kontak θ akan bernilai 0o < θ < 90o. Apabila energi permukaan dari zat padat kecil, maka tetesan zat
cair tidak terlalu membasahi permukaan dan akan menghasilkan sudut kontak yang besar yaitu >90o (Lamour dan Hamraoui, 2010).
B. Kerangka Berpikir
Sandang merupakan salah satu kebutuhan utama masyarakat. Di Indonesia sendiri kebutuhan akan sandang semakin meningkat setiap tahunnya. Berbagai bahan tekstil telah banyak digunakan sebagai bahan pembuat sandang. Salah satunya adalah bahan tekstil yang berbasis poliuretan atau dalam dunia fashion biasa disebut kain spandex atau lycra. Indonesia yang merupakan negara tropis, memiliki suhu udara yang cukup tinggi. Hal ini mengakibatkan masyarakat Indonesia mudah berkeringat. Dengan adanya keringat, pakaian akan mudah menjadi bau yang diakibatkan oleh adanya bakteri. Dengan demikian diperlukan pengembangan untuk membuat bahan tekstil yang memiliki sifat antibakteri.
21
Penelitian ini diawali dengan membuat koloid nanopartikel perak dengan metode reduksi menggunakan larutan perak nitrat sebagai prekursor, trinatrium sitrat, dan polivinil alkohol sebagai stabilisator nanopartikel perak. Koloid nanoprtikel perak kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan UV-VIS untuk mengetahui keberhasilan terbentuknya nanopartikel perak. Koloid nanopartikel perak kemudian didepositkan pada bahan spandex.
Selain sifat antibakteri, dilakukan juga modifikasi bahan tekstil agar memiliki sifat antikotor (hidrofob). Bahan tekstil yang bersifat hidrofob dibuat dengan menambahkan senyawa HDTMS. Bahan tekstil yang telah dideposit dengan nanopartikel perak selanjutnya dilapisi dengan senyawa HDTMS. Bahan tekstil yang telah dideposit dengan nanopartikel perak dan HDTMS kemudian dikarakterisasi yang meliputi gugus fungsi, uji sudut kontak, dan uji
22
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Subjek dan Objek Penelitian 1. Subjek Penelitian
Subjek pada penelitian ini adalah bahan spandex yang dideposit dengan nanopartikel perak dan dilapisi dengan heksadesiltrimetoksisilan (HDTMS)
2. Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah karakteristik nanopartikel perak, aktivitas antibakteri dan antikotor dari bahan spandex tanpa deposit nanopartikel perak, bahan tekstil spandex terdeposit nanopartikel perak, bahan tekstil spandex terdeposit nanopartikel perak yang dilanjutkan dengan penambahan HDTMS, serta bahan spandex dengan penambahan HDTMS.
B. Variabel Penelitian 1. Variabel Bebas
Variabel bebas yang digunakan pada penelitian ini jenis kain dan jenis bakteri. Jenis kain yang digunakan adalah kain spandex tanpa modifikasi (selanjutnya disebut S.0), kain spandex terdeposit nanopartikel perak (selanjutnya disebut S.1), kain spandex dengan penambahan HDTMS (selanjutnya disebut S.2), kain spandex terdeposit nanopartikel perak
dengan penambahan HDTMS (selanjutnya disebut S.3). Jenis mikroorganisme yang digunakan meliputi bakteri Eschericia coli (gram negatif) dan Staphylococcus aureus (gram positif).
2. Variabel Terikat
23 3. Variabel Terkontrol
Variabel terkontrol pada penelitian ini adalah temperatur dan pH inkubasi, temperatur reduksi AgNO3, konsentrasi AgNO3 yang digunakan, bahan pereduksi AgNO3, konsentrasi senyawa HDTMS yang digunakan, dan media pertumbuhan bakteri.
C. Instrumen Penelitian 1. Alat
2. Bahan-Bahan a. Kain Spandex
b. Perak nitrat padatan (AgNO3) c. Natrium sitrat (Na3C6H5O7) d. Gas nitrogen
e. Aquadest
f. Heksadesiltrimetoksisilan (HDTMS) 4% dalam etanol g. Spiritus
h. Polivinil alkohol (PVA) a. ATR-FTIR Perkin Elmer
Spectrum Version 10.4.00
e. Hot plate-Magnetic stirrer f. Neraca analitik
g. Neraca analitik
24 i. Nutrien Agar (NA)
j. Nutrient Broth (NB) k. Alkohol 70%
l. Bakteri Escherisia coli ATCC 35218
m.Bakteri Staphylococcus aureus ATCC 25923
D. Tahapan Penelitian
1. Preparasi Nanopartikel Perak dengan Metode Reduksi Larutan AgNO3
a. Proses Pembuatan Larutan PVA 0,5%
Larutan PVA 0,5% dibuat dengan cara melarutkan 0,5 gram padatan PVA dalam 100 mL aquades pada suhu ±700C dalam Erlenmeyer. Campuran diaduk hingga semua PVA larut semua.
b. Proses Pembuatan Larutan Natrium Sitrat (Na3C6H5O7) 10% Larutan Na3C6H5O7 10% dibuat dengan cara melarutkan sejumlah 10 gram Na3C6H5O7 pada labu ukur 100 mL. Campuran digojok hingga semua padatan larut sempurna.
c. Proses Pembuatan Larutan AgNO3 10-3M
Larutan AgNO3 10-3M dibuat dengan cara melarutkan padatan AgNO3 sebanyak 0,0425 gram dalam 250 mL aquades dengan menggunakan labu ukur. Campuran kemudian digojok hingga semua padatan AgNO3 larut.
d. Proses Pembuatan Nanopartikel Perak
25
suhu kamar. Nanopartikel perak yang diperoleh kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis.
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Kain Spandex
Kain Spandex yang akan dideposit nanopartikel perak dicuci, disterilisasi menggunakan etanol kemudian dikeringkan sebelum dipakai. Sampel kain spandex yang digunakan berukuran 10 cm x 10 cm. Proses deposit nanopartikel perak pada kain spandex dilakukan dengan metode pencelupan. Merendam sampel dalam koloid nanopartikel perak pada Erlenmeyer 50 mL. Campuran tersebut kemudian di-shake dengan kecepatan 150 rpm selama 24 jam. Sampel selanjutnya dikeringkan pada suhu kamar.
3. Pelapisan Permukaan Kain Spandex dengan Senyawa HDTMS a. Proses Pembuatan Larutan Etanol-HDTMS 4%
Larutan etanol-HDTMS 4% dibuat dengan mencampurkan 40 mL senyawa HDTMS ke dalam 960 mL etanol. Campuran kemudian diaduk hingga tercampur sempurna.
b. Proses Pelapisan Kain Spandex dengan Senyawa HDTMS
Pelapisan kain spandex dengan senyawa HDTMS dilakukan dengan cara merendam kain dalam larutan etanol-HDTMS 4%. Adapun kain spandex yang dilapisi yaitu kain spandex tanpa deposit nanopartikel perak dan kain spandex dengan deposit nanopartikel perak. Kain direndam di dalam Erlenmeyer hingga semua bagian kain terendam dan di-shake dengan kecepatan 150 rpm selama 2 jam. Kain spandex yang telah dilapisi HDTMS, kemudian dikeringkan pada suhu ruang selama 24 jam.
4. Uji Sudut Kontak
26
menggunakan pipet tetes dari ketinggian 1 cm dari sampel dengan volume sebanyak satu tetes. Setelah beberapa saat air diteteskan, dilakukan pemotretan pada bulatan air yang terbentuk di permukaan kain spandex. Hasil foto diolah menggunakan aplikasi Corel Draw untuk menentukan besar sudut kontak antara cairan dengan permukaan sampel.
5. Uji Aktivitas Antibakteri
a. Pembuatan Media Padat dan Media Cair
Media padat yang digunakan pada penelitian ini adalah nutrien agar (NA) instan. NA dipreparasi dengan menimbang sebanyak 14 gram dan memasukkannya ke dalam gelas beker 1000 mL. Menambahkan aquades sebanyak 500 mL. Campuran kemudian dipanaskan di atas Hot Plate-Magnetic Stirrer sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer. Setelah larutan mendidih, kemudian larutan dituang ke dalam Erlenmeyer 500 mL dan disumbat dengan kapas berbalut kasa agar tetap steril.
Media cair yang digunakan pada penelitian ini adalah Nutrient Broth (NB) instan. Preparasi NB dilakukan dengan memasukkan sebanyak 2,6 gram NB ke dalam gelas beker berisi 200 mL aquades. Larutan kemudian dipanaskan sambil terus diaduk hingga mendidih. Setelah mendidih, larutan kemudian dituangkan ke dalam botol dan disumbat dengan menggunakan kapas berbalut kasa agar tetap steril. NA dan NB kemudian di-autoklaf agar lebih steril.
b. Inokulasi Bakteri
27
kapas dan ditutup lagi dengan plastik wrap agar lebih rapat. Inokula tersebut kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 37oC.
Koloni bakteri yang telah tumbuh pada media agar miring, kemudian dipindahkan ke dalam media cair yang berupa Nutrient Broth (NB). Pemindahan dilakukan dengan mengambil bakteri dari agar miring menggunakan jarum ose steril dan memasukkannya ke dalam media cair. Media cair tersebut kemudian disumbat dengan menggunakan kapas dan ditutup lagi menggunakan plastik wrap. Media cair kemudian diinkubasi lagi selama 24 jam pada suhu 37oC. Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan inokulasi bakteri yaitu semua alat yang digunakan harus steril dan dikerjakan di tempat khusus yaitu Laminar air Flow agar tidak terjadi kontaminasi.
c. Uji Aktivitas Antibakteri pada Kain Spandex
Pengujian aktivitas antibakteri pada kain spandex dilakukan dengan metode disc diffusion. Sampel kain dipotong berbentuk lingkaran dengan diameter 0,5 cm. Kemudian mengambil bakteri dari media cair menggunakan pipet dan dituangkan ke dalam cawan petri yang telah berisi media padat NA. Media cair tersebut kemudian diratakan. Sampel kain kemudian diletakkan di atas cawan petri tersebut. Cawan petri kemudian ditutup dan disegel menggunakan plastik wrap untuk menghindari kontaminasi. Cawan petri tersebut kemudian diinkubasi selama 24 jam.
28 E. Teknik Analisis Data
1. Analisis Spektrofotometri Ultraviolet-tampak (UV-Vis)
Hasil pengukuran UV-VIS dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis adalah spektrum. Berdasarkan spektrum tersebut dapat diketahui panjang gelombang maksimum dari serapan nanopartikel perak. Spektrum serapan UV-Vis dari nanopartikel perak berada pada panjang gelombang antara 400-500 nm. Panjang gelombang yang semain besar menunjukkan bahwa nanopartikel perak yang terbentuk semakin besar ukurannya.
2. Uji Aktivitas Antibakteri
Hasil uji aktivitas bakteri diperoleh data berupa diameter zona jernih. Berdasarkan data tersebut dapat diketahui perubahan diameter zona jernih tiap satuan waktu. Diameter zona jernih menunjukkan adanya
penghambatan pertumbuhan bakteri oleh sampel kain. Besarnya diameter zona jernih berbanding lurus dengan aktivitas antibakteri pada sampel, artinya semakin besar diameter zona jernih yang terukur maka semakin besar aktivitas antibakteri yang terjadi pada sampel. Berdasarkan hasil uji aktivitas antibakteri sampel spandex murni (S.0), spandex terdeposit nanopartikel perak (S.1), spandex terlapisi HDTMS (S.2), dan spandex terdeposit nanopartikel perak dan terlapisi HDTMS (S.3) dapat diketahui sampel kain spandex yang memiliki aktivitas antibakteri optimum.
3. Uji Sudut Kontak Air
29
4. Analisis Fourier Transform InfraRed (FTIR)
Analisis menggunakan alat Spektrofotometer IR ini bertujuan untuk menganalisis gugus-gugus fungsi dari serat kain spandex murni (S.0), spandex terdeposit nanopartikel perak (S.1), spandex terlapisi HDTMS (S.2), dan spandex terdeposit nanopartikel perak dan terlapisi HDTMS (S.3). Hasil analisis berupa spektrum yang menunjukkan pita dari tiap-tiap gugus fungsi dari sampel. Hasil analisis ini dapat diketahui gugus-gugus fungsi yang dimiliki oleh sampel secara kualitatif.
F. Diagram Alir Penelitian
1. Preparasi Nanopartikel Perak
Ditambah larutan PVA 0,5% Dipanaskan hingga suhu ±90oC Diaduk dengan magnetic stirrer
Gas nitrogen dialirkan
Ditambahkan 20 mL trisodium sitrat 10%
tetes demi tetes
Pemanasan dihentikan
Pengadukan dilanjutkan hingga suhu
kamar
Karakterisasi 200 mL larutan AgNO3 10-3 M direfluks
Campuran AgNO3 dan PVA
Larutan berubah warna
Koloid nanopartikel perak
30
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Spandex
Di-shake pada 150 rpm selama 24 jam Dikeringkan pada pada suhu ruang
3. Pelapisan Spandex dengan Senyawa HDTMS
Sampel spandex dicuci, disterilisasi, dan dikeringkan
Sampel spandex dipotong dengan ukuran 10x10 cm
Sampel spandex direndam dalam koloid nanopartikel perak (Erlenmeyer 50 mL)
Karakterisasi dengan FTIR, Sudut kontak, dan aktivitas antibakteri
Larutan etanol-HDTMS 4% dalam Erlenmeyer
Sampel spandex dimasukkan hingga terendam
Di-shake pada 150 rpm selama 2 jam pada suhu ruang
Pengeringan sampel pada suhu ruang selama 24 jam
31
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Spektrum UV-VIS AgNO3 dan Nanopartikel Perak
Spektrum UV-VIS larutan AgNO3 dan koloid nanopartikel perak dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4.
Gambar 3. Overlap Spektrum UV-VIS Larutan AgNO3 dan Koloid Nanopartikel Perak
32
Tabel 5. Spektrum UV-VIS Larutan AgNO3 dan Nanopartikel Perak
Serapan Zat Panjang gelombang (nm)
AgNO3 218,50
Nanopartikel perak 429,00
2. Spektrum FTIR
Spektrum FTIR kain spandex dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Spektrum FTIR Kain Spandex (S.0)
Spektrum FTIR kain spandex terdeposit nanopartikel perak dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Spektrum FTIR Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak (S.1)
33
Gambar 6. Spektrum FTIR Kain Spandex Terlapis HDTMS (S.2)
Spektrum FTIR kain spandex terdeposit nanopartikel perak yang telah dilapisi HDTMS dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Spektrum FTIR Kain Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak dan Terlapis HDTMS (S.3)
34
Tabel 6. Interpretasi Spektrum FTIR Sampel Kain Spandex
Gugus Fungsi
Bilangan Gelombang (cm-1)
S.0 S.1 S.2 S.3
C-O Ester/Uretan 1088,91 1016,66-1093,65
3. Uji Sudut Kontak
Hasil pengujian sudut kontak kain spandex (S.0), spandex
terdeposit nanopartikel perak (S.1), spandex terlapis HDTMS (S.2), dan spandex terdeposit nanopartikel perak yang telah dilapisi HDTMS (S.3) dapat dilihat pada Lampiran. Berdasarkan gambar tersebut maka diperoleh hasil pengukuran sudut kontak yang disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil Pengukuran Sudut Kontak Sampel Kain Spandex
35 4. Hasil Pengujian Aktivitas Antibakteri
a. Pengujian terhadap Bakteri E. coli
Pengujian aktivitas antibateri pada kain spandex (S.0), spandex terdeposit nanopartikel perak (S.1), spandex terlapisi HDTMS (S.2), dan spandex terdeposit nanopartikel perak serta terlapisi HDTMS (S.3) dengan menggunakan bakteri E. coli dilakukan dengan mengukur zona jernih yang dihasilkan. Data hasil pengamatan zona jernih pada sampel S.0 S.1; S.2; S.3; dan kontrol positif dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil Pengamatan Diameter Zona Jernih Sampel Kain terhadap Bakteri E. coli
Waktu (jam)
Diameter Zona Jernih (cm)
(+) S.0 S.1 S.2 S.3
36
Gambar 8. Grafik Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Kain Spandex terhadap Bakteri E. coli
b. Pengujian terhadap Bakteri S. Aureus
Pengujian aktivitas antibateri pada kain spandex (S.0), spandex terdeposit nanopartikel perak (S.1), spandex terlapisi HDTMS (S.2), dan spandex terdeposit nanopartikel perak serta terlapisi HDTMS (S.3) dengan menggunakan bakteri S. aureus dilakukan dengan mengukur zona jernih
yang dihasilkan. Data hasil pengamatan zona jernih pada sampel S.0 S.1; S.2; S.3; dan kontrol positif dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil Pengamatan Diameter Zona Jernih Sampel Kain terhadap Bakteri S. aureus
Waktu (jam)
Diameter Zona Jernih (cm)
(+) S.0 S.1 S.2 S.3
37
Berdasarkan hasil pengamatan pada Tabel 9, maka dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengamatan terhadap besarnya diameter zona jernih yang terbentuk pada sampel kain. Grafik perbandingan zona jernih antara sampel S.0; S.1; S.2; dan S.3 dengan menggunakan bakteri S. aureus dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Grafik Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Kain Spandex terhadap Bakteri S. aureus
B. PEMBAHASAN
1. Preparasi Nanopartikel Perak
Pada penelitian ini, sintesis nanopartikel perak dilakukan dengan metode bottom up yaitu dengan cara reduksi kima dari larutan perak nitrat (AgNO3) dengan menggunakan trisodium sitrat sebagai reduktor
sebagaimana yang telah dilakukan oleh Agus Haryono dan Sri Budi Harmami (2010). Nanopartikel perak mempunyai karakterisitik yang mudah beraglomerasi antar sesamanya dan teroksidasi sehingga pada proses
pembentukan nanopartikel perak disertakan senyawa lain sebagai stabilizer (Ristian et al, 2014). Stabilizer yang digunakan yaitu polivinil alkohol (PVA). PVA diketahui dapat digunakan sebagai penstabil dan pencegah agregasi pada nanopartikel perak. Stabilisasi nanopartikel perak secara umum dapat dilakukan dengan dua cara yaitu stabilisasi elektrostatik dan
38
stabilisasi sterik. PVA merupakan polimer yang mampu menstabilkan nanopartikel perak melalui stabilisasi sterik yaitu dengan adanya pelapisan (coating) yang terjadi berdasarkan adsorpsi pada permukaan nanopartikel perak oleh PVA (Pimpang dan Chopuun, 2011).
Koloid nanopartikel perak yang terbentuk selanjutya dikarakterisasi menggunakan UV-VIS untuk mengetahui bahwa telah terbentuk nanopartikel perak. Karakterisasi nanopartikel perak dengan menggunakan UV-VIS, akan memberikan absorbansi di sekitar panjang gelombang 420 nm (Chitte et al, 2012). Pada penelitian ini, nanopartikel perak yang terbentuk memberikan absorbansi pada panjang gelombang 429 nm sebagaimana ditunjukkan oleh spektrum UV-VIS nanopartikel perak pada Gambar 4. Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui perbedaan
antara larutan AgNO3 sebelum dan sesudah tereduksi sebagaimana terlihat pada Gambar 3.
Berdasarkan Gambar 3, dapat diketahui perbedaan spektrum antara larutan AgNO3 sebelum dan sesudah direduksi. Spektrum AgNO3 yang belum direduksi memberikan absorbansi pada 218,50 nm, sedangkan pada spektrum koloid nanopartikel perak menunjukkan absorbansi pada 429 nm yang merupakan absorbansi dari nanopartikel perak. Munculnya absorbansi pada 429 nm selain menunjukkan adanya nanopartikel perak yang terbentuk juga dapat digunakan sebagai dasar memperkirakan ukuran nanopartikel perak yang terbentuk. Menurut Solomon (2007), absorbansi nanopartikel perak pada 429 nm memiliki ukuran partikel antara 30-80 nm.
39
dapat dilihat dari adanya endapan hitam yang muncul setelah koloid nanopartikel perak didiamkan dalam waktu yang cukup lama.
Berdasarkan hasil yang telah diperoleh dapat diketahui bahwa reduksi larutan AgNO3 dengan adanya trisodium sitrat dapat menghasilkan nanopartikel perak sebagaimana ditunjukkan dari hasil karakterisasi menggunakan UV-VIS.
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Sampel Kain Spandex
Sampel kain spandex yang telah terdeposit nanopartikel perak berwarna sedikit kecoklatan, berbeda dengan kain spandex yang tidak diberi perlakuan apapun yang berwarna putih. Warna tersebut sama dengan warna dari koloid nanopartikel perak yang berwarna kecoklatan. Hal ini menunjukkan bahwa nanopartikel perak telah terdeposit pada kain spandex.
Perbedaan antara kain spandex murni dan kain spandex yang telah terdeposit nanopartikel perak dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. (a) Spandex
(b) Spandex Terdeposit Nanopartikel Perak
Secara fisik, perbedaan antara kain spandex dan spandex terdeposit nanopartikel perak hanya berupa perbedaan warna. Penambahan nanopartikel perak tidak mempengaruhi elastisitas kain spandex. Hal ini disebabkan nanopartikel perak hanya menempel pada permukaan kain, tidak bereaksi dengan kain spandex. Sehingga tidak penambahan nanopartikel
perak tidak menyebabkan perubahan sifat kain spandex.
40
3. Modifikasi Sampel Kain Spandex dengan Pelapisan Menggunakan HDTMS
Pada penelitian ini, senyawa silan yang digunakan untuk memperoleh sifat hidrofob adalah senyawa heksadesiltrimetoksisilan atau HDTMS. HDTMS dipilih sebab memiliki gugus alkoksida dan rantai alkil yang panjang sebagaimana terlihat pada Gambar 2 tentang struktur senyawa HDTMS.
Sifat hidrofob atau antikotor merupakan sifat suatu permukaan apabila ditetesi air, maka akan terbentuk bulatan-bulatan air pada permukaannya dan bulatan air tersebut akan bergulir jatuh apabila permukaan bahan dimiringkan. Secara alamiah, sifat hidrofob dapat dijumpai pada beberapa makhluk hidup seperti daun lotus dan kaki cicak.
Berdasarkan inspirasi tersebut, beberapa metode dikembangkan untuk menciptakan suatu permukaan yang bersifat hidrofob. Salah satu metode yang sering digunakan yaitu metode coating dengan menggunakan suatu bahan yang bersifat hidrofob, seperti yang telah dilakukan oleh de Ferri et al (2013). Metode coating dapat dilakukan dengan melapiskan suatu bahan hidrofob ke permukaan suatu bahan. Bahan yang bersifat hidrofob yang dapat digunakan antara lain yaitu senyawa silan dan turunannya. Senyawa silan dapat digunakan sebagai bahan pelapis sebab senyawa silan memiliki senyawa alkoksida dan rantai alkil yang panjang, dan semakin panjang rantai alkil yang dimiliki, maka semakin baik sifat hidrofob yang akan diperoleh (de Feri et al, 2013). Senyawa silan saat dilapiskan pada suatu permukaan misalnya serat, akan membentuk semacam papila-papila berukuran nano pada permukaan tersebut yang dapat berfungsi sebagai
41
Gambar 11. Struktur Hidrofob Permukaan Serat yang Terlapisi Senyawa Silan
Preparasi sampel kain spandex yang dilapisi dengan senyawa HDTMS diawali dengan membuat larutan HDTMS-etanol 4%. Larutan etanol-HDTMS 4% dibuat dengan cara mencampurkan 40 mL larutan stok senyawa HDTMS dengan 960 mL etanol. Larutan diaduk hingga tercampur sempurna. Tujuan pembuatan larutan ini adalah agar larutan HDTMS yang digunakan tidak terlalu pekat sehingga penggunaan senyawa HDTM menjadi lebih efisien.
Proses pelapisan kain spandex dilakukan dengan metode coating, yaitu dengan cara mencelupkan kain sampel pada larutan etanol-HDTMS 4%. Sampel kain spandex yang digunakan yaitu kain spandex murni dan kain spandex terdeposit nanopartikel perak. Sampel kain spandex dimasukkan ke dalam Erlenmeyer berisi larutan etanol-HDTMS 4%. Volume larutan yang digunakan yaitu sekitar 50-100 mL atau sampai semua sampel kain spandex terendam sempurna, kemudian di-shaker dengan
kecepatan 150 rpm selama ±2 jam. Sampel kemudian dikeringkan pada suhu ruang.
