Peran Kekinian Pewarnaan Alami: Akad dengan Nanoteknologi
Oleh: Indriana Kartini
Nanoteknologi
Nanoteknologi adalah teknologi untuk desain, karakterisasi, fabrikasi/ produksi/rekayasa dan penerapan struktur, perangkat, dan sistem melalui pengendalian bentuk dan ukuran pada skala nanometer.
1 nm = 10-9m, 1 nm = untaian 3,5 atom emas, Jejari kovalen 1 atom = 0,144 nm, 1 nm = sehelai rambut dibelah 50.000.
Contoh proses pengukuran menggunakan skala nanometer yakni: Emas batangan (bulky material) – di ukur dengan nano emas (nanoscale material) – ukuran – warna – gelombang.
Macam model Permukaan anti air:
- Terdapat pada permukaan daun dari makro – mikro – nano
- Lapisan nano pada kain
- Peer proof wall di Hamburg
Fungsi Pewarna Alami Pemeka Cahaya (Photosensitizer)
1. Sel Surya (Dye-sensitized Solar Cells)
Merupakan salah satu energi alternatif yang dikembangkan untuk menghasilkan energi listrik dengan bahan alami dan ramah linkungan. DSSC menggunakan photosensitizer atau dye sebagai zat pemeka cahaya yang mempu menyerap foton dari sumber cahaya.
Kompleks rutenium
merupakan suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang mempunyai simbol Ru dan nomor atom 44).
Permasalahan pewarna alami:
- Stabilitas kimia karena cahaya (fotooksidasi)
- Konversi energi listrik rendah
Permasalahan zat warna Rutenium:
- Beracun
- Mahal
- Membutuhkan kemurnian tinggi
- Produksi rumit
Kelebihan Pewarna Alami
- Daya absorpsi cahaya lebih tinggi (koef. Ekstingsi)
- Tidak beracun
- Aman lingkungan (green)
- Sumber melimpah
- Dapat dibudidayakan
Contoh pemanfaatan dari Dye-sensitized Solar Cells
- Penggunaan Transparent power window yang bernama Silicon Façade System di Universitas Melbourne, Australia
- DSC Façade System at the CSIRO Energy Centre Newcastle, Australia
POTENSI PEWARNA ALAMI NUSANTARA
Tujuan
Memperoleh pewarna alami sebagai fotosensitiser sel surya. Berikut ciri-ciri pewarna alami sebagai fotosensitiser sel surya.
- Stabil terhadap cahaya (fotokimia) dan panas (termal)
- Pankromatik (menyerap semua cahaya tampak)
- Daya absorpsi tinggi (koefisien ekstingsi tinggi)
- Mempunyai tingkat energi kimia yang sesuai
- Sel surya foto elektrokimia dengan konversi cahaya menjadienergi listrik mencapai10%
Solusi
Pembuatan beberapa Inovasi baru pewarna alami berbasis kimia:
- Rekayasa struktur semi konduktor titania (nano structured)
- Rekayasa pewarna alami (ko-sensitisasi dan modifikasi permukaan)
- Membuat struktur hibrida sel surya (up-conversion Carbon dot dan hibridaperovskit).
2. Terapi Fotodinamis (PDT, Photodynamic Therapy) atau alternatif pengobatan kanker
Terapi ini merupakan modalitas terapi nonbedah yang minimal invasif. Terapi ini menggunakan sumber cahaya untuk mengaktifkan obat fotosensitiser untuk mengobati kanker dan penyakit lainnya. PDT telah digunakan untuk terapi tambahan pada banyak penyakit kanker, termasuk KNF.
Berikut proses Terapi Fotodinamis:
- Photosensitizer- loaded nanocarrier (menyuntikkan photosensitive ke tubuh pasien). Proses ini dibantu cahaya dan juga O2 (Oksigen)
- setelah disuntik harus menunggu 40 sampai 50 jam
- menggunakan laser menyinari daerah kanker untuk membunuh sel kanker ataupun sel tumor
Permasalahan:
- Pewarna sintetik
- Penetrasi ke dalam jaringan kurang dalam
- Aktif dengan cahaya biru (UV)
Pewarna alami:
- Aktivitas dengan cahaya tampak sampai inframerah
- Potensi melimpah
Contoh Terapi Fotodinamis:
- TerapiFotodinamik(Up-conversion Nanoparticle Photodynamic Therapy, UCNP-PDT) pada Lantani daterdoping pewarna tersensitisasi upconversion nanoparticles. Terapi ini Meningkatkan efektivitas dan efisiensi terapi fotodinamik.
- Dye-sensitized lanthanide-doped
Pewarna atau fotosensitizer diselidiki untuk mengembangkan terapi upkonversi nanopartikel-fotodinamik. Menggunakan rare-earth upconversion nanoparticles.
References
Rutenium – PUSAT ILMU PENGETAHUAN – Unkris. (2021). Retrieved 7 November 2021, from http://p2k.unkris.ac.id/id1/3065-2962/Ru_25826_p2k-unkris.html
Media, K. (2021). Terapi Photodynamic (PDT) : Laser Pembunuh Kanker. Retrieved 7 November 2021, from https://biz.kompas.com/read/2017/05/24/132018428/terapi.photodynamic.pdt.laser.pembunuh.kanker
ANDARIA, S., Latief, T., & Pratama, F. (2018). Dye Sensitized Solar Cell Dengan Ekstrak Bunga Kencana Ungu (Ruellia Tuberosa L.) Sebagai Pemeka Cahaya (Doctoral dissertation, Sriwijaya University).
Content Writing:
Dari PPT: Seminar Dalam Jaringan (SADARING)#3 INDI LPPT UGM, 29 Juli 2020
