USUL PENELITIAN

Grup Riset: Material dan Proses
Koordinator: Dr. Parsaoran Siahaan
Objek Materi Penelitian
Sains dan teknologi proses pembuatan, analisis material, dan modifikasi optimasi
kegunaan akan terus berkembang seiring dengan tuntutan kuantitas dan kualitas kebutuhan
akan material. Keterbatasan sumber daya alam juga turut mendorong perkembangan sains dan
teknologi proses tersebut. Indonesia sebagai negara maritim mempunyai sumber daya alam
kitin (bahan dasar kitosan) yang melimpah, sebagai negara tropis dan dengan pantai yang luas
mempunyai bahan baku karbon melimpah, disamping bahan alam lainnya seperti zeolit dan
bahan tambang (salah satunya adalah kalsium fosfat sebagai bahan dasar hidroksiapatit).
Semua sumber daya alam ini belum dioptimalisasi dengan baik. Ilmu kimia sangat berperan
mengoptimalisasikan kegunaannya karena pada saat proses penggunaan pasti melipatkan
aspek kimia fisika. Material-material di atas dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan
nasional seperti pada program kementerian riset dan teknologi untuk memenuhi kebutuhan
pangan, obat-obatan, dll.
Kitosan bukanlah bahan pangan dan obat, tetapi sangat potensial digunakan untuk
mengoptimalkan pada pertanian seperti proses pertumbuhan tanaman, optimalisasi
penggunaan pupuk dan pakan ikan. Pada bidang obat-obatan, material berbahan dasar kitosan
sangat penting dengan berbagai kegunaan diantaranya pengolahan air dan farmasi. Kitosan
banyak digunakan sebagai adsorben untuk ion logam-logam dan obat pada drug delivery.
Namun demikian, kitosan masih perlu dikembangkan untuk mengoptimalkan fungsinya
sebagai adsorben. Kitosan dapat dimodifikasi dengan mengubah berat molekul, mengikatkan
gugus tertentu pada molekul kitosan melalui gugus aktif –NH2 baik ikatan kovalen
maupun interaksi antarmolekul ikatan ion dan ikatan-H. Beberapa penelitian yang telah
dilakukan adalah aplikasi zeolit sebagai adsorben pada logam berat, dan studi interaksi
antarmolekul antara kitosan dengan ion TPP dan asam sitrat. Material kitosan juga dapat
dikombinasikan dengan material karbon, zeolit dan hidrosiapatit. Studi sifat-sifat kimia fisika
sangat diperlukan pada
Material Zeolit tersedia di alam tetapi mempunyai keterbatasan kemampuan dalam
penggunaannya. Zeolit sangat penting pada proses adsorpsi dan katalis. Namun demikian, bila
langsung menggunakan yang terdapat di alam kemampuanyanya sebagai adsorben atau katalis
sangat terbatas. Oleh karena itu, keterbatasan ini
mendorong pengembangan metode
modifikasi zeolit alam dan pembuatan zeolit sintetik. Pada penelitian ini yang akan dilakukan
adalah sintesis dari bahan alam non-zeolit.
1
Material hidroksiapatit dan berbahan dasar hidroksiapatit sangat dibutuhkan pada
pembuatan tulang buatan sebagai bahan dasar implan tulang. Sains dan teknologi proses
pembuatannya juga berkembang. Beberapa penelitian yang akan dilakukan dalam penelitian
ini adalah pembuatan dengan proses padat-padat pada temperatur tinggi dengan variasi
temperatur, pembuatan hidroksiapatit berukuran nano dengan proses sol-gel.
Temuan Penelitian
Kedalaman dan keluasan materi/objek penelitian yang disebutkan di atas adalah
pada penelitian dasar dengan luaran berupa penjelasan atau penemuan untuk
mengantisipasi suatu gejala, fenomena, kaidah, model, atau postulat baru. Luaran
diharapkan memuat prinsip-prinsip kemanfaatan, kemutahiran, dan mengantisipasi
kebutuhan masa mendatang terutama untuk kepentingan nasional. Materi/objek kajian
dapat dikembangkan sesuai dengan perkembangan kepentingan nasional.
Strategi Penelitian
Penelitian adalah kerjasama pengembangan hasil penelitian yang telah diperoleh dan
dikembangkan oleh setiap peneliti di masing-masing Laboratorium Kimia Fisik, Anorganik
dan Analitik dengan keterlibatan penuh mahasiswa tugas akhir skripsi, tesis, maupun disertasi,
tanpa mengganggu capaian pembelajaran. Setiap peneliti pada ketiga Laboratorium
berkontribusi pada grup riset, Gambar 1 dan Gambar 2, dan mengerjakan sesuatu yang baru
atau lanjutan dari apa yang telah dikembangkan (road map) sebelumnya pada penelitiannya
(wilayah garis putus-putus berwarna merah). Temuan yang diharapkan pada tahun 2013,
Gambar 1, adalah penjelasan model pembuatan senyawa hidroksiapat murni, jenis kitosan
nanopartikel, dan model energi interaksi zeolit.
2
Proses: H+, T, P, dll.
Grup riset
Adsorpsi logam
material & proses
Lab Kimia Fisik, Anorganik, Analitik
Eksperimen/Pemodelan
Fe (III), Pb (II)
Reaksi
Fasa padat, T,
Hidrosiapatit
Adsorpsi
logam
Pemodelan, Ca2+
Sifat-Sifat Fisika/Kimia Material
Zeolit
kitosan
Polimer Organik
Polimer Anorganik
Jangka
panjang:
Material Baru
zeolit, kitosan
hidroksiapatit
sebagai
adsorben,
surfaktan,
katalis,
membran, dll.
Jenis Material
Gambar 1. Integrasi Road Map Penelitian Grup Riset dan Laboratorium dan yang
dikerjakan tahun 2013
Temuan yang diharapkan pada tahun 2014, Gambar 2, adalah penjelasan model pembuatan
senyawa hidroksiapat berukuran nano, bagaimana meningkatkan kapasitas kitosan sebagai
adsorben, dan model interaksi antarmolekul kitosan dengan TPP dan asam sitrat.
Publikasi
Luaran berupa penjelasan atau penemuan untuk mengantisipasi suatu gejala,
fenomena, kaidah, model, atau postulat baru diharapkan memuat prinsip-prinsip
kemanfaatan, kemutahiran, sehingga layak didesiminasikan pada seminar internasinal
di Indonesia bahkan luar negeri, Jurnal Nasional terakreditasi bahkan Jurnal Internasional.
3
Proses: sol-gel, interaksi, konduktivitas.
Grup riset
Adsorpsi logam
Fe (III), Pb (II)
material & proses
Lab Kimia Fisik, Anorganik, Analitik
Eksperimen/Pemodelan
Reaksi
Hidrosiapatit
Adsorpsi
ion
Model interaksi
Sifat-Sifat Fisika/Kimia Material
Hidroksiapatit
kitosan
Polimer Organik
Polimer Anorganik
Jangka
panjang:
Material Baru
zeolit, kitosan
hidroksiapatit
sebagai
adsorben,
surfaktan,
katalis,
membran, dll.
Jenis Material
Gambar 2. Integrasi Road Map Penelitian Grup Riset dan Laboratorium dan yang
dikerjakan tahun 2014
Sasaran, Program Strategis, dan Indikator Keberhasilan
Berdasarkan uraian di atas maka disusun Sasaran, Program Strategis, dan Indikator
Keberhasilan 5 tahun sebagai berikut:
Tahun
2014
2015
2016
Sasaran
Program
Strategis
Indikator
Keberhasilan
4
2017
2018