BIONANOKOMPOSIT : PELUANG POLIMER ALAMI SEBAGAI MATERIAL BARU SEMIKONDUKTOR

ABSTRAKBionanokomposit adalah material generasi baru dari nanokomposit yang muncul di bidang ilmu pengetahuan material dan teknologi nano. Bionanokomposit adalah gabungan dari matrik polimer alami dari bahan pengisi organik /anorganik yang berukuran nano. Saat ini usaha pegembangan nanokomposit berbahan polimer alami difokuskan pada peningkatan sifat-sifat mekanik dan panas dan sifat fungsionalnya.Polimer alami sebagai sumber yang dapat diperbaharui seperti protein, polisakarida dan lemak. Material ini memiliki potensi yang besar untuk digunakan sebagai material semikonduktor. Dengan melihat kebutuhan akan material semikonduktor yang terus meningkat dan bahan baku polimer alami (pati) di Indonesia yang berlimpah, merupakan peluang yang cukup menjanjikan untuk pengembangan bionanokomposit sebagai material semikonduktor di Indonesia. Artikel ini akan membahas tentang bionanokomposit yang berbahan dasar polimer alami, proses pembuatan, karakteristik dan peluang penggunaan polimer alami sebagai bahan pembuatan bionanokomposit.

Key words : polimer alami, plastik, bionanokomposit, proses pembuatan, aplikasi.

ABSTRACTBionanocomposites, a new generation of nanogeneration of nanocomposite materials, signyfy an emerging field in the frontiers of materials science and nanotechnology. Bionanocomposite are composed of a natural polymer matrix and an organic/inorganic filler with at least one dimension on the nanometer scale. Currently, effort is being focused on the development natural polymer based nanocomposite with mechanical and thermal properties, and functional properties. The main renewable sources of polymers are proteins, polysaccariddes and lipids. These materials have a big potential for applications in electrical such as semiconductor materials. By looking at the need of a growing semiconductor materials and raw materials of natural polymer (starch) in Indonesia`s abudant, is a promising opportunity to develop a semiconductor material in Indonesia. Therefore in this article will discuss about bionanocomposite natural polymer-based, manufacturing process, characteristics and opportunities natural polymer as a bionanocomposite.

Key words: natural polymers, plastics, bionanokomposit, manufacturing processes, applications.

I. PENDAHULUAN komponen dasarnya, dimana selama ini

kebutuhan material semikonduktor dipenuhi

Industri elektronik merupakan industri dari komposit plastik dengan bahan aktif

yang paling pesat kemajuannya, dengan s i l i k a . K o m p o s i t p l a s t i k u n t u k

perkembangan teknologi pembuatan alat- semikonduktor yang selama ini digunakan

alat elektronik pun semakin meningkat. terbuat dari turunan minyak bumi yang

Tuntutan akan material yang ramah bahan bakunya semakin hari semakin

lingkungan, tidak membutuhkan sumber terbatas dan tidak bisa diperbarui (non

tegangan eksternal, ringan, memiliki daya renewable resources) Komposit plastik

ubah elektromekanikal yang tinggi, kuat dan yang dibutuhkan untuk peralatan elektronik

juga tidak beracun pun semakin meningkat dan elektrik sebanyak 5% dari jumlah

pula. Semua peralatan elektronik penggunaan material plastik di Eropa

membutuhkan semikonduktor sebagai (Shen.,2010). Komponen semikonduktor

Abdulhafidz M (125060307111009)

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya Malang

JL. Mayor Jenderal Haryono, No. 167, Malang

hafidz_muhammad22@yahoo.com

yang tidak dipergunakan lagi akan dibuang dengan penambahan sejumlah kecil bahan

menjadi sampah plastik (waste electronic) pengisi berukuran nano (< 10%). Selain itu

yang berakibat menimbulkan polusi memperlihatkan keuntungan karena

terhadap lingkungan karena plastik sulit bersifat biokompatibel, biodegradabel dan

mempunyai sifat khusus sesuai dengan untuk diuraikan (nondegradable) (Avella, sifat bahan pengisi yang dipergunakan. 2009).(Carmago., 2009), (Zhao., 2008)Untuk memenuhi kebutuhan material

dibidang elektronik dan meningkatnya Dengan melihat kebutuhan akan

kepedulian masyarakat akan kelestarian material semikonduktor yang terus

lingkungan mendorong para peneliti untuk meningkat dan bahan baku polimer alami

mencari alternatif material semikonduktor (pati) di Indonesia yang berlimpah,

yang baru. Pengembangan material dengan merupakan peluang yang cukup

menggunakan teknologi nano dan menjanjikan untuk mengembangkan

menggunakan bahan polimer alami material semikonduktor bionanokomposit

merupakan salah satu alternatif untuk di Indonesia. Oleh karena itu pada artikel ini

memenuhi kebutuhan material yang dapat akan dibahas tentang bionanokomposit

berfungsi sebagai material semikonduktor sebagai material semikonduktor, proses

serta menjadi solusi permasalahan pembuatan, karakteristik dan peluang

lingkungan dan keterbatasan sumber daya p o l i m e r a l a m i s e b a g a i b a h a n

alam. bionanokomposit.

Sifat material seperti ini dapat

dipenuhi oleh bionanokomposit karena II. ANALISA POLIMER ALAMI SEBAGAI

bionano komposit merupakan gabungan BAHAN BIONANOKOMPOSIT

dari sifat dua fasa atau lebih dari polimer

alami dan organik/anorganik yang berskala P e r h a t i a n t e r h a d a p e k o l o g i

nanometer. Po l imer a lami da lam mendorong usaha untuk menemukan

bionanokomposit berperan sebagai matrik material alami dan kompostibel. Isu

dan fasa organik/anorganik sebagai bahan biodegradable dan keamanan lingkungan

menjadi sangat penting Dalam beberapa pengisi atau penguat (Darder M. A.-H., tahun terakhir ini pengembangan material 2007). Dalam beberapa dekade terakhir biodegrabdabel yang berasal dari bahan pengembangan material semikonduktor terbarukan (renewable resources) cukup yang berasal dari bahan yang terbarukan meningkat . Hal ini dapat dilihat dari jumlah (renewable) cukup meningkat (NIMS, publikasi yang membahas tentang 2005). nanokomposit yang berbasis polimer alami B a n y a k p e n e l i t i t e l a h terus meningkat (Gambar 1). Awal tahun mengembangkan bionanokomposit dengan 2000-an bionanokomposit mulai dikenal tujuan untuk penggunaan sebagai material sebagai suatu desain material yang terdiri semikonduktor. Berbagai polimer alami dari kombinasi biopolimer dengan suatu seperti pati (yang berasal dari kentang, organik/anorganik yang berukuran nano. jagung, sagu, singkong), selulosa, gum Karakterist ik dari bionanokomposit ataupun protein dan lain-lain telah memperlihatkan keuntungan karena dipergunakan sebagai matrik dalam bersifat biokompatibel, biodegradabel dan pembuatan bionanokomposit. mempunyai sifat khusus sesuai dengan Karakter ist ik bionanokomposi t bahan anorganik yang digunakan . menunjukan peningkatan sifat mekanik,

kestabilan thermal dari komposit hanya

poliesteramida :PEA, aliphatik atau

aromatic kopoliester)

Serat selulosa paling banyak

digunakan, sebagai pengisi biodegradable,

serat ini mempunyai sifat mekanik dan fisik

yang menarik (Darder M. et el., 2008).

karena memiliki sifat ramah lingkungan dan

secara tekno ekonomi menguntungkan,

pemakaian di sektor industri (misalnya

otomotif) untuk menggantikan gelas.

Beberapa peneliti telah meneliti

campuran serat se lu losa dengan

b iopol iester dan plast ic ized pat i .

Gambar 1. Jumlah publikasi yang Kebanyakan penelitian menggunakan

berhubungan dengan nanokomposit biopoliester sebagai matrik (Borders.,

berbasis polimer dibandingkan dengan 2009). Katagori biokomposit lain adalah

nanokomposit berbasis biopolimer (NIMS, berdasarkan matrik polimer agro, terutama

2005) difokuskan pada pati. Plasticized pati

disebut juga 'thermoplastik starch' (TPS)

2. 1. POLIMER ALAMI Namun TPS memperlihatkan beberapa

kekurangan karena kuatnya karakter

Komposit biodegradable terdiri dari hidropilik (sensitif terhadap air), sifat

polimer biodegradabel sebagai matrik dan mekanikal agak kurang baik dibandingkan

dapat juga sebagai pengisi (filler), karena dengan polimer konvensional. TPS baru

kedua komponen adalah biodegradable akan mencapai kesetimbangan setelah

maka komposit yang dihasilkan akan beberapa minggu. Untuk memperbaiki

bersifat degradable (Avella, 2009) (Gacitua, kelemahan material ini TPS biasanya

2009). Gambar 2 memperlihatkan klasifikasi digabungkan dengan komponen lain yang

dari sumber polimer biodegradable. Sumber bersifat sebagai bahan penguat (penguat)

polimer biodegradable dapat dibagi menjadi (Wang N., 2009). Biokomposit (TPS/

4 kelompok. Semua polimer kecuali yang selulosa filler) telah diteliti oleh beberapa

berasal dari fosil, didapat dari biomassa peneliti. Bermacam tipe serat, mikrofibril

(renewable resources). Agro-polimer atau whisker misalnya pulp kentang dan

(misalnya polisakarida) didapatkan dari mikrofibril, pulp kayu dan tunicin whisker.

pemisahan biomassa. Kelompok kedua dan Laporan dari para peneliti menunjukan

ketiga adalah polyester, masing-masing bahwa terjadi kompatibel antara kedua

didapatkan dengan cara fermentasi dari polisakarida.

biomassa (misalnya polihidroksialkanoat:

PHA) dan dengan sintesis dari monomer

yang berasal dari biomassa (misalnya

asam polilaktat : PLA) . Kelompok ke empat

adalah polyester yang disintesis dari

petroleum (misalnya polikaprolakton :PCL,

Mereka menemukan perbaikan kinerja Tabel 1. Kandungan pati pada bahan (tensile strength, pengujian hasil lainnya) pangan.dan peningkatan sifat mekanikal. Selain itu juga dilaporkan pengurangan sensitifitas terhadap air (Lilichenko, 2008) 2.2 Pati

Pati adalah polimer yang terdiri dari unit anhidroglukosa (AHG) (Myllarinen., 2002). Dua tipe dari polimer AHG yang biasa terdapat dalam pati yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa adalah polimer rantai Sumber : (Cui., 2005)lurus α-D-(l,4)-glukoksida. Amilopektin adalah pol imer mempunyai rantai Polimer alami mempunyai sifat bercabang secara periodik yang terikat

hidropilik yang membuat film yang pada α-D-(l;6)-glukoksida (Yu J.H., 2008).

dihasilkan sensitif terhadap kelembaban Setiap cabang mengandung 20- 30 unit lingkungan (Myllarinen., 2002) Pati dapat AHG, berat molekul dari amilopektin sekitar dimodifikasi untuk mendapatkan material 100 kali lebih besar dari amilosa. Rasio dapat mencair dibawah temperatur kandungan amilosa dan amilopektin dalam

pati bervariasi dan besarnya tergantung dari dekomposisi. Sehingga dapat diproses sumber tanaman asal. dengan teknik konvensional seperti injeksi,

Indonesia memiliki potensi sebagai ektrusi, dan moulding. Produk modifikasi sebagai penghasil tanaman sumber pati

disebut sebagai thermoplastik, destructed, seperti jagung, ubi kayu, ubi jalar, sagu, padi

plasticized atau melted (Wang N..,2009). dan tanaman umbi lainnya. Produksi untuk Modifikasi bertujuan memecahkan struktur tanaman jagung dan ubi kayu untuk tahun granular dengan menggunakan plasticizer 2009 saja adalah 17,6 dan 43,9 juta ton

opada temperatur tinggi (90-180 C), yang (Statistik Indonesia 2009). Kandungan pati

yang terdapat dari berbagai sumber menghasilkan phase kontinyu dalam bentuk tanaman pati dapat dilihat pada Tabel 1. suatu viskos melt . Proses thermoplastisasi Pati alami bersifat rapuh dan sulit untuk di mengurangi interaksi dari rantai molekul proses menjadi bahan lain karena dan memecah struktur dari pati (Yu mempunyai temperatur transisi glass yang

L.C.,2005). Sehingga menghasilkan orelatif tinggi (Tg, sekitar 230 C), ini sering

struktur semikristalin dari pati dan granular diatas temperatur panas degradasi.

Gambar 2. Klasifikasi polimer biodegradable (Averousa & Boquillon, 2004)

Bahan pangan Pati(% basis kering)

Biji gandum 69

Beras 89

Jagung 57

Biji sorghum 72

Kentang 75

Ubi jalar 90

Ubi kayu 90

akan hilang dan sebagian pati akan komposit (Beecroft L. L., 1997) terdepolimerisasi, membentuk massa Komponen utama polimer alami yang amorp. Hampir semua pati alami adalah berperan sebagai matrik. Polimer secara semikristalin dengan kristalinitas antara 20- umum adalah material bersifat isolator. 45%. Sifat pati yang diplastisasi dapat diatur Sifat-sifat elektrik dari suatu isolator polimer dengan merubah temperatur proses, dapat dimodifikasi dengan penambahan kandungan air, jumlah plasticizer (Parra, partikel seperti nanotube, pengisi metalik 2004). dan ZnO (Tjong, 2006)Hasil penelitian Shen (2010) menunjukkan Satu atau dua phase anorganik dapat peningkatan penggunaan plastik berbahan didispersikan dalam matrik (polimer alami) pati. yang terlihat pada Gambar 3. sebagaimana Gambar 4a. Selain itu

komposit dapat berupa lapisan dari berbagai komponen seperti Gambar 4b. Dapat juga phase anorganik berukuran nano dilapisi dengan anorganik lainnya sehingga membentuk core-shell geometry seperti pada Gambar 4e. seperti (CdSe)ZnS . A l t e rna t i f l a i n ada lah pa r t i ke l semikonduktor dibuat berpasangan seperti

Gambar 3. Kapasitas produksi plastik pada Gambar 4d.berbahan polimer alami dalam tahun 2003 Sifat-sifat elektrik dari komposit dapat di dan 2007 (Shen.,2010). buat dengan memilih struktur, bentuk,

ukuran dan konsentrasi komponen yang Pada tahun 2003 tercatat hanya sesuai. Sifat-sifat elektrik sangat

material plastik dari pati dan polylactic acid tergantung pada ukuran dan konsentrasi (PLA) yang di produksi sebanyak 0,1 Mt partikel..(metrik ton) namun dengan makin berkembangnya hasil penelitian yang terus memperbaik i s i fa t p las t ik seper t i polyhydroxyalkanoates (PHA), Poly u r e t h a n e s ( P U R ) m e n i n g k a t k a n pertumbuhan produksi sebesar 38% pertahun. Sehingga pada tahun 2007 produksi mencapai 0,360 Mt.

III. ANALISA BIONANOKOMPOSIT

SEBAGAI MATERIAL

SEMIKONDUKTOR

Bionanokomposit merupakan suatu konsep baru material ramah lingkungan erat berhubungan dengan topik material multifungsi. Aplikasi bionanokomposit dengan sifat fungsional yang merupakan bagian aktif dari elektrokimia, optikal atau peralatan photoelektrikal adalah bidang aplikasi baru.

Material semikonduktor berbasis komposit memiliki komponen aktif dominan sebagai suatu komponen semikonduktor anorganik seperti metal oksida atau khalkogenik (Rajeshwar, 2001) Prinsip umum dari komposit optik adalah kedekatan (menyatunya) kedua phase penyusun

Gambar 4. Skema diagram dari 4 tipe susunan komposit semikonduktor. a) semikonduktor/matrik ; b) konfigurasi lapisan; c) core shell geometry; d) pasangan semikonduktor insert c) dan d) memperlihatkan hubungan diagram energy (SC=semikonduktor) (Rajeshwar, 2001)

Beberapa penelit ian telah berhasil yang dihasilkan (Xiaofei Ma, 2009). mengembangkan bionanokomposit dengan B ionanokompos i t Po ly (3 -a lky l tujuan untuk penggunaan sebagai material thiophenes) (P3AT)/partikel semikonduktor semikonduktor. memperlihatkan kinerja photoelektrisitas

Penggunaan bahan matrik yang ramah (photoluminescence) dan kemampuan l ingkungan berupa po l imer a lami membelokkan sinar merah (Dong, 2009). menggantikan matrik yang berasal dari Material berstruktur nano telah banyak derivat minyak bumi, memberikan peluang mendapat perhatian karena sifat baru penggunaan bahan pertanian, selulosa, pati berbeda dari material berukuran bukan (jagung, tapioka, terigu, kentang dan nano (Li F. M.-W., 2008). Dengan lainnya) ataupun turunan dari karbohidrat mengontrol dimensi dan morpologi material seperti Poli Lactic Acid (PLA), protein, penyusun komposit dapat didesain fungsi enzim, khitin, karet dan DNA menghasilkan peralatan optikal dan elektronik lainnya komposit yang dapat didaur ulang. Selain itu (Bayandori, 2009). Kebutuhan material sifat mekanik seperti tensile strength, semikonduktor juga bertambah untuk thermal stability menunjukan perbaikan bila membuat peralatan lebih kecil dengan dibandingkan material konvensional peningkatan fungsi telah mendorong (Avella,2009) (Darder M.et al.,2008) perubahan komposit konvensional untuk (Gacitua, 2009). dapat memenuhi kebutuhan saat ini.

Bionanokomposit yang terbuat dari Beberapa penelitian telah dilaporkan Khitosan dan pengisi monmorillonit berhasil membentuk semikonduktor memperlihatkan kemampuan sebagai nanokristal antara lain zeolit dan polimer. anion-exchange yang dapat diaplikasikan Namun masih sedikit menggunakan sebagai sensor (Darder M.et al., 2008) semikonduktor yang termasuk dalam (Gambar 5). Komponen hasil interkalasi, grup II-VI atau IV-VI. Seperti semikonduktor menghas i lkan per tukaran muatan campuran dan Polietilin glikol (PEO) polisakarida dan muatan dari lapisan silikat (Singh,2009), P3ATs)/ZnS (Dong, 2009), anorganik misalnya lempung (clay), yang LDPE/ZnO (Tjong,2006), Polietilin oksida memperlihatkan sifat yang sesuai sebagai ( P E O ) / P b x C d x S ( S i n g h , 2 0 0 9 ) , phase aktif dalam sensor elektrokimia. Polivinilkarbazol (PVK)/ZnO (Li G. N.,

2008). Sifat elektron yang digambarkan

dengan apa yang disebut struktur band yang ditetapkan energi level dari elektron yang dimiliki oleh semikonduktor (Sing, 1995). Mekanisme pembentukan komposit dipelajari dengan scanning electron miscroscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) a n a l y s e s , R a m a n s p e c t r o s c o p y, Transsmission electron microscopy (TEM) dan solid-state nuclear magnetic resonance

Gambar 5 . Perbedaan respon (NMR) (Rajeshwar, 2001).potensiometri Khitosan Montmorillonit-bionanokomposit dalam larutan NaCL IV. ANALISA PROSES PEMBUATAN

(Darder M. et al., 2008) BIONANOKOMPOSIT

Plastik tipis (film) dari pati kacang Pembuatan bionanokomposit dapat polong dengan menggunakan plasticized dilakukan dengan mengacu pada proses glicerol, menghasilkan plastik dengan membentuk polimer-clay nanokomposit, peningkatan tensile strength, Young`s

mekanisme interaksi (penurunan tekanan Modulus dan pengurangan water

kedalam galeri (ruang) nano, miscibility dan permeab i l i t y dan perba ikan s i fa t Iain-lain) antara polimer dan clay tergantung absorbance UV radiation bionanokomposit

pada polari, berat molekul, hidropilik, grup Exfoliasi-adsorptionreaktif dan lain-lain dari polimer dan tipe

Proses ini menggunakan pelarut pelarut seperti air, larutan polar atau

dimana polimer atau prepolimer di larutkan nonpolar serta tipe mineral sebagai bahan

m e n y e b a b k a n l a p i s a n s i l i k a t pengisi (Li F. M.-W., 2008) Dibawah ini

membengkak. Lapisan silikat menjadi beberapa metode pembuatan polimer/layer

lemah ikatan permukaannya sehingga nanokomposit secara umum dapat

dapat dengan mudah didispersikan dalam diklasifikaslkan menjadi 3 tipe (Sozer, 2009)

pelarat seperti air, aseton, khloroform atau ya i tu , in terca la ted nanokomposi t ,

toluen. Polimer kemudian diserap kedalam flocculated nanokomposit dan exfoliated

lapisan dan melapisinya ketika pelarut di nanokomposit . Perbedaan ketiga tipe ini

uapkan, dan lembaran di susun, seperti dapat dilihat pada Gambar.6.

susunan sandwich. Proses seperti ini digunakan untuk memproses epoxy-clay

In situ polimerisasi. nanokomposit, tetapi penghilangan pelarut menjadi isu kritis saat ini. Kerugian proses

In situ polymerization adalah ini adalah penggunaan pelarut dalam

konvensional proses untuk sintesa jumlah yang besar . Grup Riset Toyota yang

nanokomposit untuk thermoset dan menerapkan proses ini pertama kali untuk

thermoplastik. Dengan menggunakan memproduksi poliamida nanokomposit.

teknik ini pembentukan polimer dapat terjadi dalam lembaran yang terinterkalasi.

Melt IntercalationDasar prosedur In situ polimerisasi adalah pembengkakkan (swelling) dari layer silikat Teknik melt intercalation pertama-dalam liquid monomer dan polimerisasi tama dilaporkan oleh Vaia et al . Proses dapat dimulai dengan pemanasan atau pembuatan in i t idak memer lukan radiasi, diisi dengan inisiator yang sesuai . penambahan pelarut dan layer silikat yang Proses ini telah berhasil digunakan

dicampur dengan matrik polimer dalam memproduks i n i lon /monmor i l l on i t

molten state. Polimer thermoplastik dan n a n o k o m p o s i t d a n m a s i h t e r u s organophilik dicampur secara mekanik dikembangkan untuk thermoplastik lainnya dengan metode konvensional seperti . Metode ini juga dapat digunakan pada

thermoset. ekstrusi dan injection molding pada suatu

temperatur tertentu. Rantai polimer

kemudian di interkalasi atau di eksfoliasi

untuk membentuk nanokomposit.

Gambar 6. Illustrasi perbedaan tipe komposit yang dapat terjadi dari hasilinteraksi antara polimer layer silicate (Sozer, 2009)

Proses pembuatan dengan metode thermal stability). Bionanokomposit juga interkalasi ini biasa untuk membuat mempunyai kelebihan yaitu transparency, nanokomposit dari thermoplastik atau bagi density, good flow, surface properties, polimer yang tidak sesuai untuk dibuat recyclability. Akan tetapi komposit yang dengan teknik adsorpsi atau in situ dihasilkan dari polimer alami mempunyai polimerisasi. kelemahan karena sensitif terhadap

kelembaban (Wang, Ning. 2009) V. ANALISA SIFAT Untuk mengetahui kemampuan

BIONANOKOMPOSIT material komposit tersebut diperlukan tidak hanya satu tapi perlu beberapa pengujian

Struktur dan sifat fungsional yang sa l i ng mendukung dengan bionanokomposit dapat dibuat sesuai menggunakan peralatan pengujian seperti : dengan keinginan dengan memilih fase scanning electron microscopy (SEM), organik dan anorganik. Sifat khusus akan Transmission electron microscopy (TEM), muncul karena adanya interaksi pada konductivity meter, ultra violet visible (UV-permukaan masing masing phase (Sze S. vis), X-ray diffraction (XRD) Fourrier K., 2007). Susunan phase semikonduktor transform infra red (FT-IR) microscopy.(anorganik) dalam komposi t yang menentukan sifat dari komposit yang VI. ANALISA PELUANG POLIMER dihasilkan. Dengan mengkombinasikan ALAMIp h a s a o r g a n i k d a n a n o r g a n i k , menghasilkan komposit yang mempunyai Dari penelitian dan survey yang sifat menguntungkan dari bahan awal, dilakukan oleh Li Shen pada tahun 2009

10menghasilkan kreasi untuk penggunaan dinyatakan bahwa sekitar 17.10 metrik ton yang lebih luas (Chen, 2008). (Mt) polimer alami dihasilkan dari alam

Kegiatan karakter isas i a tau setiap tahunnya dan baru 3,5% yang pengukuran tidak bisa lepas dari kegiatan dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai pembuatan bionanokomposit sebagai keperluan. Jumlah penggunaan material salah satu cabang nanoteknologi dengan plastik berbahan polimer alami pada tahun karakterisasi bisa diketahui bahwa material 2007 yaitu 0,36 Mt masih sangat kecil hanya dan komposit yang disintesis dapat 0,2% dibandingkan dengan material plastik memenuhi s i fa t sebagai mater ia l berbahan derivat minyak bumi. Dalam semikonduktor. Hal ini menjadi penting penelitian Shen memprediksi kapasitas karena ketika dimensi material aktif menuju produksi material plastik sampai tahun 2020 nilai beberapa nanometer (kurang dari 10 sebesar 3,5 Mt. (Gambar 8).nm), banyak sifat fisis maupun kimiawi yang b e r g a n t u n g d e n g a n u k u r a n i n i menghasilkan sejumlah kekayaan sifat dan peluang untuk memanipulasi atau melahirkan sifat-sifat baru yang tidak dijumpai pada material berukuran besar ( b u l k ) ( F a m a , 2 0 0 9 ) . S i f a t y a n g menunjukkan kemampuan sebagai semikonduktor adalah sifat elektrikal seperti konduktansi, band gap energy, resistivity, kemampuan sebagai photoelektrik atau sifat fisikal dan mekanikal lainnya seperti tensile strength, elongation, water vapor Gambar 8. Kapasitas produksi material t ransmission rate, dan lain- lain. plastik berbahan polimer alami sampai Bionanokomposit menunjukkan perbaikan tahun 2020 (Shen., 2010)sifat mekanik (tensile strength,Young`s modulus sampai 2,6 kali, barrier properties Peluang pati, PLA, PHA, biobased /ketahanan terhadap penguapan air, ethylene dan biobased monomer untuk

diproduksi menjadi material plastik terus memungkinkan untuk dikembangkan.meningkat. Pengembangan bionanokomposit sebagai

Konsumsi material plastik dunia dengan material semikonduktor dapat mendorong bahan derivate minyak bumi pada tahun tumbuhnya industri elektronik. Sifat optik, 2007 sebesar 267.900 kt, dan secara teknis optoelektronik dan photoelektrokimia dari 90% dari jumlah tesebut dapat di subsitusi bionanokomposit menjadikan material ini dengan material plastik berbahan polimer sangat luas penggunaannya, seperti untuk alami. Bila dilihat dari produksi material peralatan optik dan elektrik, sensor, solar plastik pada tahun 2007 sebesar 360 kt cell, UV shelding, actuator, varistor, selektif maka dengan prediksi pada tahun 2020 membran, lampu LED, nanogenerator. sebesar 344 Mt maka terdapat peluang Penggunaan sebagai nanogenerator pasar bagi material plastik berbahan polimer terutama bagi peralatan elektronik dengan alami sebesar 236.550 kt. (Gambar 9) kebutuhan sumber daya yang kecil dapat

mengurangi ketergantungan terhadap penggunaan energi fosil. Selain itu dapat menggantikan penggunaan batere yang selama ini menggunakan bahan yang sifatnya berbahaya bagi tubuh.

Diversifikasi pemanfaatan pati sebagai bahan bionanokomposit akan meningkatkan nilai tambah ekonomi produk agroindustri dalam negeri dan memberikan kontribusi dalam mengurangi sampah plast ik. Perspekt i f pengembangan berkelanjutan dan memperhat ikan kelestarian lingkungan, menjadi alasan penggunaan polimer alami dapat dianggap menarik, aman bagi lingkungan dan

Gambar 8. Potensial pasar material plastik merupakan alternatif untuk pengembangan berbahan polimer alami tahun 2020 baru dibidang material semikonduktor dan

(Shen., 2010) mendorong perkembangan industri peralatan elektronik khususnya di

VII. KESIMPULAN indonesia, sehingga mampu meningkatkan daya saing bangsa di kancah global.

Berbagai penelitian mengenai bionanokomposit sebagai material baru yang ramah lingkungan, unik dan fungsional telah banyak dilakukan dan telah mulai diaplikasikan pada industri peralatan elektronik dan peralatan sensor yang berhubungan dengan kesehatan. Namun demikian industr i bionanokomposit terutama untuk material semikonduktor belum berkembang di Indonesia. Padahal potensi polimer alami (pati) sebagai bahan utama bionanokomposit seperti jagung, tapioka, beras, sagu dan lainnya serta potensi komponen semikonduktor sebagai bahan pengisi seperti silika, kaoline, bauksit, alumunium, seng oksida, besi dan lainnya cukup berlimpah dan beragam di Indonesia sehingga pembuatan material semikonduktor merupakan hal yang sangat