Sabut Kelapa & Kulit Buah Pinus Disulap Jadi Material Komposit Ramah Lingkungan

Proses penyiapan komposit ramah lingkungan dari sabut kelapa dan kulit buah pinus

Sabut kelapa yang biasa jadi limbah dan kulit buah pinus yang berserakan di tanah, ternyata bisa diolah menjadi material komposit yang kuat dan ramah lingkungan. Ini dibuktikan lewat riset terbaru tim peneliti dari Universitas Mataram.

Dalam penelitian yang dipublikasikan di jurnal Scientific Experiences in Mechanical Engineering, tim yang dipimpin Nasmi Herlina Sari ini berhasil menciptakan komposit hybrid berbahan dasar sabut kelapa dan bubuk kulit buah pinus yang dicampur dengan resin epoksi. Hasilnya, material ini punya kekuatan yang sebanding dengan komposit serat alam lain yang sudah lebih dulu diteliti.

Dari Limbah Jadi Bahan Baku

Selama ini, sabut kelapa dikenal sebagai limbah pertanian yang melimpah di negara-negara tropis, termasuk Indonesia. Kandungan lignin yang tinggi membuat sabut kelapa cukup tangguh dan tahan terhadap serangan mikroba, sehingga cocok dijadikan bahan penguat komposit.

Namun, penelitian ini melangkah lebih jauh dengan memadukan sabut kelapa bersama bubuk kulit buah pinus—bahan yang selama ini jarang dilirik sebagai bahan pengisi komposit, padahal punya kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang berpotensi memperkuat struktur material.

"Penelitian mengenai penggunaan gabungan sabut kelapa dan bubuk kulit buah pinus sebagai penguat hybrid masih sangat terbatas," tulis tim peneliti dalam jurnalnya, seperti dikutip pada Senin (14/9).

Proses Pembuatan yang Tidak Sederhana

Sebelum diolah menjadi komposit, sabut kelapa terlebih dahulu direndam dalam air selama empat hari untuk memisahkan serat dari struktur sabutnya. Setelah disisir dan dikeringkan, serat kemudian direndam dalam larutan soda kaustik (NaOH) selama dua jam untuk membersihkan kotoran permukaan dan meningkatkan daya rekatnya terhadap resin.

Sementara itu, kulit buah pinus dibersihkan, dijemur, dikeringkan dalam oven, lalu digiling hingga menjadi bubuk halus. Kedua bahan tersebut kemudian dicampur ke dalam resin epoksi dengan berbagai variasi komposisi, mulai dari kadar serat kelapa 5 hingga 15 persen volume, dan bubuk kulit pinus 10 hingga 30 persen volume.

Bukan "Semakin Banyak Semakin Kuat"

Salah satu temuan menarik dari riset ini: menambah jumlah serat dan bubuk pengisi ternyata tidak selalu membuat material makin kuat. Justru ada titik optimal tertentu yang jika dilewati, kekuatan komposit malah menurun.

Komposisi dengan kekuatan tarik terbaik adalah campuran 5 persen serat kelapa dan 10 persen bubuk kulit pinus, dengan nilai 25,61 MPa—angka yang sebanding dengan komposit serat kelapa pada penelitian-penelitian sebelumnya, yang umumnya berkisar 18-30 MPa.

Komposisi yang sama juga mencatatkan kekuatan impak (ketahanan benturan) tertinggi, yakni 46,5 kJ/m². Sementara itu, kekakuan atau modulus elastisitas tertinggi justru dicapai oleh komposisi berbeda, yaitu campuran 15 persen serat kelapa dan 20 persen bubuk kulit pinus, dengan nilai 1,46 GPa.

Menurut tim peneliti, penurunan kekuatan pada kadar pengisi yang terlalu tinggi terjadi karena partikel-partikel di dalamnya mulai menggumpal dan ikatan antar-permukaan menjadi lemah—fenomena yang lazim ditemukan pada komposit berbahan serat alam dengan kadar pengisi berlebih.

Dikonfirmasi Lewat Uji Kimia

Untuk memastikan struktur kimia di dalam komposit, peneliti juga melakukan analisis spektroskopi inframerah (FTIR). Hasilnya menunjukkan keberadaan gugus fungsi khas selulosa, hemiselulosa, lignin, dan epoksi pada seluruh sampel.

Peneliti menemukan bahwa pita serapan gugus hidroksil pada serat mengalami penurunan intensitas, yang mengindikasikan proses perendaman dengan NaOH berhasil mengurangi kandungan kotoran dan hemiselulosa di permukaan serat. Kondisi ini disebut turut membantu meningkatkan daya rekat antara serat dan resin epoksi.

Berpotensi Jadi Solusi Material Berkelanjutan

Temuan ini dinilai membuka peluang pemanfaatan limbah pertanian dan kehutanan menjadi material bernilai tambah tinggi untuk industri, sejalan dengan tren global menuju material rekayasa yang lebih ramah lingkungan.

Meski begitu, tim peneliti mencatat penelitian ini masih perlu dikembangkan lebih lanjut. Beberapa hal yang direkomendasikan untuk riset selanjutnya antara lain pengukuran kepadatan dan kadar rongga material, pengamatan morfologi menggunakan mikroskop elektron (SEM), serta pengujian dengan jumlah spesimen yang lebih banyak agar hasilnya lebih valid secara statistik.