Bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat merupakan jenis material atau biomaterial biokeramik yang memiliki beberapa bentuk fase padat (solid phase). Trikalsium fosfat atau biasa disingkat dengan TCP juga merupakan jenis garam kalsium dengan rumus kimia Ca3(PO4)2. Polimofik TCP antara lain; α-TCP, α’-TCP, dan β-TCP. Trikalsium fosfat dapat dipreparasi dengan berbagai cara, salah satunya dengan metode Sol-gel. Metode sol-gel merupakan teknik preparasi sampel jenis mineral keramik yang memiliki keunggulan, seperti mudah dalam preparasi sampel, karena tidak memerlukan suhu spesifik seperti keadaan vakum atau suhu tinggi, melainkan dapat dilakukan dalam keadaan temperatur ruang (± 27 oC) dan hasilnya dalam ukuran partikel yang kecil ber-orde nanometer. Oleh karena itu, teknik ini telah digunakan dalam preparasi sampel polimorfik bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat berukuran nanometer dengan melakukan rekayasa material melalui pengaruh suhu pemanasan terhadap preparat sampel formasi gelnya hingga diperoleh formasi padatan halus dan kering (dry formation). Adapun suhu pemanasan tersebut adalah suhu kamar (room temperature), 100 0C, 400 0C, 800 0C, dan 1000 0C. Hal ini dilakukan untuk melihat efek temperatur atau suhu pemanasan terhadap strukur metastabil dan stabil dari mikrostruktur polimorfik bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat berukuran nanometer, sehingga pengetahuan tentang parameter suhu ini menjadi kajian serta referensi pendahuluan, sebelum material ini digunakan atau diaplikasikan dalam beberapa bidang industri dan medik.
Sifat-sifat dan karakteristik struktur bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat berukuran nanometer melalui beberapa uji mikrokopik FTIR, XRD, SEM-EDX, dan DSC-TG.
Struktur kristal nanopartikel polimorfik bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat berukuran nanometer telah dihasilkan dalam penelitian ini dan mikrostrukturnya memperlihatkan kesesuaian dengan karakteristik polimorfik, diantaranya melalui uji FTIR dan telah diperoleh hasil yang memperlihatkan defisiensi gugus fungsi hidroksil ( – OH ) yang meningkat seiring meningkatnya suhu pemanasan. Pada suhu ruang atau kamar, gugus fungsi hidroksil memiliki prosentase absorbansi terbeser atau dengan nilai prosentase transmitansi terkecil pada bilangan gelombang disekitar ≈ 3446,76 cm-1. Kemudian secara berurutan berkurang pada suhu pemanasan 100 0C dan 400 0C, hingga tidak terlihat lagi pada suhu pemanasan 800 0C dan 1000 0C. Hal ini menunjukkan adanya indikasi empiris bahwa material jenis apatit yang terbentuk pada pemanasan suhu ruang, 100 0C dan 400 0C adalah jenis hidroksiapatit dengan rumus kimia Ca5(PO4)3(OH) dengan jumlah yang cukup dominan jika dibangdingkan trikalsium fosfat (TCP) yang memiliki rumus kimia Ca3(PO4)2, baik yang memilik mikrostruktur metastabil ataupun yang stabil. Sementara itu, pada suhu pemanasan 800 0C dan 1000 0C, telah mengidikasikan trikalsium fosfat lebih dominan terbentuk jika dibangdingkan jenis apatitnya, seperti material hidroksiapatit. Demikian pula hasil pengujian ukuran partikel bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat menggunakan uji XRD dan telah dipastikan memiliki ukuran yang sangat kecil hingga ber-orde nanometer melalui perhitungan menggunakan formulasi Scherrer dengan metode ploting kurva Williamson-Hall. Sedangkan pengujian SEM dan SEM-EDX telah menghasilkan beberapa topologi permukaan kristal bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat dengan ratio perbandingan atom Ca dan P adalah berkisar ≈ 0,5 pada suhu pemanasan 800 0C dan 1000 0C. Tanggapan termal sampel bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat juga telah dipelajari melalui uji DSC-TG, di mana parameter-parameter fisisnya, seperti kapasitas panas spesifik, entalpi fusi, dan entalpi kirtalisasi telah diperoleh dan memperlihatkan signifikansi pengaruh suhu pemanasan terhadap terbentuknya mikrostruktur bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat ini.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi pustaka pada proses modifikasi pembentukan mikrostruktur bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat hasil preparasi sampel dengan teknik sol-gel. Sehingga kajian dan studinya menjadi lebih dalam lagi dengan melihat pengaruh suhu pemanasan terhadap pembentukan mikrostruktur bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat yang sesuai dan representatif untuk beberapa kegunaan ataupun aplikasinya dalam bidang industri dan medik.
Penulis: Jan Ady
Informasi tentang preparasi dan karakterisasi mikrostruktur bubuk halus (fine powder) trikalsium fosfat dapat dilihat pada tulisan kami di :
https://www.imp.kiev.ua/nanosys/en/articles/2021/3/index.html (To cite this article: Jan Ady et al 2021 in Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii dengan judul “ Structural Characterization of the Metal – Compound Nanosize Tricalcium Phosphate Prepared by Sol – Gel Method )
